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JP7700092B2 - Glycoform purification - Google Patents

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JP7700092B2 JP2022500026A JP2022500026A JP7700092B2 JP 7700092 B2 JP7700092 B2 JP 7700092B2 JP 2022500026 A JP2022500026 A JP 2022500026A JP 2022500026 A JP2022500026 A JP 2022500026A JP 7700092 B2 JP7700092 B2 JP 7700092B2
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Description

本発明は、アミノ酸ベースの末端基を有するイオン交換分離材料を用いたグリコフォーム(glycoforms)の分離および精製のための方法に関する。 The present invention relates to a method for the separation and purification of glycoforms using ion exchange separation materials having amino acid-based end groups.

グリカンは、糖タンパク質分子からの必須部分であり、その構造および機能を保証する。
最も一般的な糖タンパク質の1つは、Fc部分のCH2ドメインにおける保存されたアスパラギン297において2のN-連結型オリゴ糖を含有する免疫グロブリンである。グリカンの構造は、2のN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)、3のマンノースおよび2のGlcNAc残基から構成される。フコース(Fuc)、ガラクトース(Gal)などの追加の単糖類、N-アセチルノイラミン酸(NANA)またはN-グリコリルノイラミン酸(NGNA)残基を包含するシアル酸も、また存在し得る。(図1.グリカン構造。)グリカン構造は、糖タンパク質と受容体とのアフィニティー結合における重要な役割を果たす。グリカン組成の変化は、糖タンパク質の配座変換を引き起こし、その特異的受容体結合に影響を与え、エフェクター機能の変化を結果としてもたらす可能性がある。そのうえ、いくつかのグリカン組成物は、防衛的な生物反応を開始し、例として、マンノース結合型レセプター(ManR)を抱えたエフェクターへ結合する末端マンノースがある。
Glycans are essential parts of glycoprotein molecules, ensuring their structure and function.
One of the most common glycoproteins is the immunoglobulin, which contains two N-linked oligosaccharides at the conserved asparagine 297 in the CH2 domain of the Fc portion. The structure of the glycan is composed of two N-acetylglucosamine (GlcNAc), three mannose and two GlcNAc residues. Additional monosaccharides such as fucose (Fuc), galactose (Gal), sialic acid containing N-acetylneuraminic acid (NANA) or N-glycolylneuraminic acid (NGNA) residues may also be present. (Figure 1. Glycan structure.) The glycan structure plays an important role in the affinity binding of glycoproteins to receptors. Changes in glycan composition may cause conformational changes of glycoproteins, affecting their specific receptor binding and resulting in changes in effector functions. Moreover, some glycan compositions initiate defensive biological responses, an example being terminal mannoses that bind to effector bearing mannose-binding receptors (ManR).

その一方、一般的に酵母、昆虫細胞および植物に由来する糖タンパク質において見いだされる、高末端マンノースグリカン含有糖タンパク質は、ヒトにおいて免疫原性が高い可能性がある(Durocher Y, Butler M. 2009. Expression systems for therapeutic glycoprotein production. Curr Opin Biotechnol 20: 700-707)。したがって、潜在的な免疫原性を回避するために生物医薬糖タンパク質中の高末端マンノースグリカンのレベルを制御することが極めて重要である。 On the other hand, glycoproteins containing high-terminal mannose glycans, which are commonly found in glycoproteins derived from yeast, insect cells, and plants, may be highly immunogenic in humans (Durocher Y, Butler M. 2009. Expression systems for therapeutic glycoprotein production. Curr Opin Biotechnol 20: 700-707). Therefore, it is crucial to control the levels of high-terminal mannose glycans in biopharmaceutical glycoproteins to avoid potential immunogenicity.

さらに、末端マンノースおよびハイブリッドグリカン構造は、モノクローナル抗体(mAb)CH2ドメインの配座安定性を低下させる。これは、かかる分子についてのより高いレベルの酵素分解または短い保管時間を引き起こし得る(Fang, J. Richardson J, Du Z, Zhang Z. Effect of Fc-Glycan Structure on the Conformational Stability of IgG Revealed by Hydrogen/Deuterium Exchange and Limited Proteolysis, Biochemistry 2016, 55, 860-868)。 Furthermore, terminal mannose and hybrid glycan structures reduce the conformational stability of monoclonal antibody (mAb) CH2 domains. This may lead to higher levels of enzymatic degradation or shorter storage times for such molecules (Fang, J. Richardson J, Du Z, Zhang Z. Effect of Fc-Glycan Structure on the Conformational Stability of IgG Revealed by Hydrogen/Deuterium Exchange and Limited Proteolysis, Biochemistry 2016, 55, 860-868).

ハイブリッドグリコシル化バリアントは、しばしば、ゴルジ装置中で形成される。ハイブリッドグリコシル化バリアントは、低減されたかまたは変更されたグリコシル化を示し、換言すれば、望ましいグリコシル化パターンを有しない。ハイブリッド形態のいくつかの例は、G0バリアントにおいてN-アセチルグルコサミンを欠いている(例として、G0-N)バリアントまたはG1バリアントにおいてガラクトースを欠いている(例として、G1-N)バリアントを包含する(Costa AR, Rodrigues ME, Henriques M, Oliveira R, Azeredo J. Glycosylation: impact, control and improvement during therapeutic protein production, Crit Rev Biotechnol. 2013, 1-19)。両方の言及したハイブリッドバリアントは、末端マンノースを有し、それによって、血液中における寿命がより短くなる確率を増大させる(Goetze AM, Liu YD, Zhang Z, Shah B, Lee E, Bondarenko PV, Flynn GC. 2011. High mannose glycans on the Fc region of therapeutic IgG antibodies increase serum clearance in humans. Glycobiology 21: 949-959)。 Hybrid glycosylation variants are often formed in the Golgi apparatus. Hybrid glycosylation variants exhibit reduced or altered glycosylation, in other words, do not have the desired glycosylation pattern. Some examples of hybrid forms include variants lacking N-acetylglucosamine in the G0 variant (e.g., G0-N) or galactose in the G1 variant (e.g., G1-N) (Costa AR, Rodrigues ME, Henriques M, Oliveira R, Azeredo J. Glycosylation: impact, control and improvement during therapeutic protein production, Crit Rev Biotechnol. 2013, 1-19). Both mentioned hybrid variants have terminal mannose, thereby increasing the probability of a shorter life span in blood (Goetze AM, Liu YD, Zhang Z, Shah B, Lee E, Bondarenko PV, Flynn GC. 2011. High mannose glycans on the Fc region of therapeutic IgG antibodies increase serum clearance in humans. Glycobiology 21: 949-959).

そのうえ、ガラクトースのより低いレベルは、補体依存性細胞傷害(CDC)活性を低減させ、糖タンパク質の活性に影響を与える。複数の研究は、G2-グリコフォームを含有するmAbとG0-グリコフォームを含有するmAbとの間では、活性が2分の1に低減する可能性があるということを示している(Raju TS. 2008. Terminal sugars of Fc glycans influence antibody effector functions of IgGs. Curr Opin Immunol 20: 471-478)。したがって、ハイブリッドグリコシル化バリアント、とくに末端マンノースを持つものまたはガラクトースを欠いたもの、の量を制御または低減する能力は、糖タンパク質の寿命および有効性を増大させるであろう。 Moreover, lower levels of galactose affect the activity of glycoproteins, reducing complement-dependent cytotoxicity (CDC) activity. Studies have shown that there may be a 2-fold decrease in activity between mAbs containing G2-glycoforms and those containing G0-glycoforms (Raju TS. 2008. Terminal sugars of Fc glycans influence antibody effector functions of IgGs. Curr Opin Immunol 20: 471-478). Therefore, the ability to control or reduce the amount of hybrid glycosylation variants, especially those with terminal mannose or lacking galactose, would increase the longevity and efficacy of glycoproteins.

グリカン構造変化の最も明白な効果の1つは、フコースの存在または欠如によって見られる。フコースは、ゴルジ装置中でグリカン構造に付加される。mAbのコアグリカン構造中のフコースの存在は、そのFcγRIIIa受容体への結合を阻害し、それによって抗体依存性細胞介在性細胞傷害(ADCC)活性を低下させるということが知られている。FcγRIIIa受容体への特異的な結合は50倍低下させられることがあり得、それによって、糖タンパク質の有効性に対して多大な影響を有する(Peipp et al, Antibody fucosylation differentially impacts cytotoxicity mediated by NK and PMN effector cells, BLOOD, 2008年9月15日, 第112巻, 第6号, 2390-2399)。 One of the most obvious effects of glycan structure changes is seen by the presence or absence of fucose. Fucose is added to glycan structures in the Golgi apparatus. It is known that the presence of fucose in the core glycan structure of a mAb inhibits its binding to the FcγRIIIa receptor, thereby reducing antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) activity. Specific binding to the FcγRIIIa receptor can be reduced by 50-fold, thereby having a profound effect on the efficacy of the glycoprotein (Peipp et al, Antibody fucosylation differentially impacts cytotoxicity mediated by NK and PMN effector cells, BLOOD, September 15, 2008, Vol. 112, No. 6, 2390-2399).

グリコシル化が不在であることは、糖タンパク質と受容体との間の結合親和性を劇的に低減させるということもまたよく知られている。例えば、mAb上のグリコシル化の欠如は、FcγRI受容体への結合を劇的に低減させ、FcγRIIおよびFcγRIII受容体への結合を無くす(Liu L, Antibody Glycosylation and Its Impact on the Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Monoclonal Antibodies and FC-Fusion Proteins, Journal of Pharmaceutical Sciences 104: 1866-1884, 2015)。 It is also well known that the absence of glycosylation dramatically reduces the binding affinity between glycoproteins and receptors. For example, the lack of glycosylation on a mAb dramatically reduces binding to the FcγRI receptor and abolishes binding to the FcγRII and FcγRIII receptors (Liu L, Antibody Glycosylation and Its Impact on the Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Monoclonal Antibodies and FC-Fusion Proteins, Journal of Pharmaceutical Sciences 104: 1866-1884, 2015).

アメリカ食品医薬品局(FDA)は、バイオシミラー薬物のためのグリコシル化の類似性を最も重大な要件の1つとして評定している(FDA, 2012. Guidance for industry quality considerations in demonstrating biosimilarity to a reference protein product)。そのうえ、グリコシル化の向上は、バイオベターの主な傾向の1つである。 The US Food and Drug Administration (FDA) has assessed glycosylation similarity as one of the most important requirements for biosimilar drugs (FDA, 2012. Guidance for industry quality considerations in demonstrating biosimilarity to a reference protein product). Moreover, improved glycosylation is one of the main trends of biobetters.

それらすべての理由のため、産業界においては、様々なグリカン種を制御、濃縮または分離して最良の薬物動態、有効性、半減期、および忍容性を実現可能にすることによりグリコシル化生物医薬分子の効率を向上させることに対する増大しているニーズがある。 For all these reasons, there is a growing need in industry to improve the efficiency of glycosylated biopharmaceutical molecules by controlling, enriching or isolating the various glycan species to enable optimal pharmacokinetics, efficacy, half-life and tolerability.

そのグリカンバリアントに基づく糖タンパク質分離のための現在の最新技術は、イオン交換クロマトグラフィーを使用して高マンノースグリコフォームを濃縮する分取クロマトグラフィーモードにおいて行うことができる(WO2014/100117)。残念ながら、与えられた例における高マンノース含有グリコフォームの濃縮は、凝集体の濃縮とオーバーラップし、これは、凝集体を含有しない糖タンパク質の分離もまた達成されるとしても、認識することを困難にする。そのうえ、他のグリカンバリアント分離または除去のためにこの技術を使用することができるという指示はない。 The current state of the art for glycoprotein separation based on its glycan variants can be performed in a preparative chromatography mode using ion exchange chromatography to enrich for high mannose glycoforms (WO2014/100117). Unfortunately, the enrichment of high mannose-containing glycoforms in the given example overlaps with the enrichment of aggregates, which makes it difficult to recognize, if at all, separation of aggregate-free glycoproteins is also achieved. Moreover, there is no indication that this technique can be used for other glycan variant separation or removal.

高マンノース含有グリコフォームのための代替的な技術は、レクチンを使用したアフィニティークロマトグラフィーである(US20020164328)。この技術はイオン交換クロマトグラフィーのようにより特異的ではあるものの、それは高マンノース含有グリカンに限られており、かつ、特定の結合条件が要求される。加えて、レクチンの浸出、この樹脂の再生および寿命は、経済的な高マンノース含有グリカンバリアントへのその適用を妨げる。 An alternative technique for high mannose-containing glycoforms is affinity chromatography using lectins (US20020164328). Although this technique is more specific like ion exchange chromatography, it is limited to high mannose-containing glycans and requires specific binding conditions. In addition, leaching of lectins, regeneration and lifetime of the resin prevent its application to economical high mannose-containing glycan variants.

他の分取グリカンバリアント分離法は、アニオン交換および逆相クロマトグラフィー技術の組み合わせ(US20100151584)またはアニオン交換クロマトグラフィーのみを使用すること(IN 01066ch2012)を包含する。残念ながら、先行技術には、糖タンパク質のグリコフォームを分離するための効率的かつ有効な技術への明らかなニーズに対応する、1よりも多いグリコフォームの分離を達成する技術はない。 Other preparative glycan variant separation methods involve a combination of anion exchange and reversed phase chromatography techniques (US20100151584) or the use of anion exchange chromatography alone (IN 01066ch2012). Unfortunately, the prior art lacks techniques to achieve separation of more than one glycoform, addressing the clear need for efficient and effective techniques for separating glycoforms of glycoproteins.

共有結合的に付着したロイシン残基または類似の残基を抱えたイオン交換材料は、>10mg 糖タンパク質/ml材料のキャパシティで効率的なグリカン種分離を実現可能にするグリコフォームの分離および濃縮のために使用できるということが見出されている。より好ましい態様において、キャパシティは10~80mg/mlの間である。そのうえ、この革新的なイオン交換材料は、高い導電率>10mS/cmにおいて使用することができ、より好ましい態様において、導電率は10~60mS/cmの間である。 It has been found that ion exchange materials bearing covalently attached leucine or similar residues can be used for glycoform separation and enrichment enabling efficient glycan species separation at capacities of >10 mg glycoprotein/ml material. In more preferred embodiments, the capacity is between 10-80 mg/ml. Moreover, this innovative ion exchange material can be used at high conductivities >10 mS/cm, in more preferred embodiments, the conductivity is between 10-60 mS/cm.

驚くべきことに、高マンノース含有バリアント、末端マンノース含有バリアント、フコース含有バリアントおよびグリコシル化非含有バリアントを包含するグリカンバリアントを分離および濃縮することが、溶媒pH勾配を使用して可能であった。そのうえ、この発見は、イオン的なおよび疎水性相互作用がグリカンバリアント分離の選択性に寄与した広範な操作の範囲(window of operation)を探索することを、我々に実現可能にした。加えて、この革新的なイオン交換材料の適用は、アフィニティークロマトグラフィーモードと比較して有意な経済的な利点を示して、より広範な選択性とアニオン交換モードと比較して向上したパフォーマンスを実現可能にした。 Surprisingly, it was possible to separate and concentrate glycan variants, including high mannose-containing variants, terminal mannose-containing variants, fucose-containing variants and glycosylation-free variants, using a solvent pH gradient. Moreover, this discovery enabled us to explore a broader window of operation in which ionic and hydrophobic interactions contributed to the selectivity of glycan variant separation. In addition, the application of this innovative ion exchange material enabled a broader range of selectivity and improved performance compared to anion exchange mode, showing significant economic advantages compared to affinity chromatography mode.

本発明は、したがって、その表面にポリマー鎖が共有結合によってグラフトされたヒドロキシル基含有ベースマトリックスを含んでなる分離材料と、タンパク質グリコフォームを含む試料を接触させることによる、タンパク質グリコフォームのクロマトグラフ精製および/または分離に向けられ、
a)ベースマトリックスが、ヒドロキシル基を含有し、
b)ポリマー鎖が、ヒドロキシル基を介してベースマトリックスに共有結合し、
c)ポリマー鎖が、末端基-N(Y)-R3を含む、ただし式中、
Yは、互いに独立してHまたはCH3、好ましくはHであり、および
R3は、-CHCOOMR4であり、
ただし式中、R4は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、好ましくはイソプロピルおよびイソブチル、極めて好ましくはイソブチル、といったC1~C4アルキルであるか、またはC1~C4ペルフルオロアルキルであり、
および、Mは、互いに独立してH、Na、K、またはNH4+である
ことを特徴とする。
The present invention is therefore directed to the chromatographic purification and/or separation of protein glycoforms by contacting a sample containing protein glycoforms with a separation material comprising a hydroxyl-containing base matrix having polymer chains covalently grafted to its surface,
a) the base matrix contains hydroxyl groups;
b) the polymer chains are covalently attached to the base matrix via hydroxyl groups;
c) the polymer chain comprises an end group -N(Y)-R3, where
Y are each independently H or CH3, preferably H, and R3 is -CHCOOMR4,
wherein R4 is C1-C4 alkyl, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, preferably isopropyl and isobutyl, very preferably isobutyl, or C1-C4 perfluoroalkyl;
and M is, independently of each other, H, Na, K, or NH4+.

好ましい態様において、本発明の方法は、
a)その表面にポリマー鎖が共有結合的に結合したヒドロキシル基含有ベースマトリックスを含んでなる分離材料と、タンパク質グリコフォームを含む試料を接触させること、ここで、それによって1以上のタンパク質グリコフォームが分離材料に結合する、
b)任意に、分離材料を洗浄すること、
c)結合したタンパク質グリコフォームが分離材料から溶出する条件下で溶出バッファーと分離材料を接触させること
のステップを含む。
好ましい態様において、ステップc)において、溶出バッファーはローディングバッファーよりも高いpHを有する。溶出バッファーは、ステップとして、または勾配として、適用されてもよい。
In a preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) contacting a sample containing protein glycoforms with a separation material comprising a hydroxyl-containing base matrix having polymer chains covalently attached to its surface, whereby one or more protein glycoforms bind to the separation material;
b) optionally washing the separated material;
c) contacting the separated material with an elution buffer under conditions whereby bound protein glycoforms are eluted from the separated material.
In a preferred embodiment, in step c) the elution buffer has a higher pH than the loading buffer. The elution buffer may be applied as a step or as a gradient.

好ましい態様において、ステップa)において、分離材料との試料の接触は、分離材料上に負荷される試料が5~60mS/cmの間の、好ましくは15~35mS/cmの間の導電率を有するように、増大した導電率の条件下で実行される。これは、典型的には、試料溶液に塩化ナトリウムのような塩を添加することによって達成される。
別の好ましい態様において、方法は、分離材料をフロースルーする(flow through)タンパク質グリコフォームを回収することを包含する。
In a preferred embodiment, in step a), contacting the sample with the separation material is carried out under conditions of increased conductivity, such that the sample loaded onto the separation material has a conductivity between 5 and 60 mS/cm, preferably between 15 and 35 mS/cm. This is typically achieved by adding a salt, such as sodium chloride, to the sample solution.
In another preferred embodiment, the method includes recovering protein glycoforms that flow through the separation material.

好ましい態様において、試料は、マンノースに富んだ(mannose rich)タンパク質グリコフォームを含む。
別の好ましい態様において、試料は、末端マンノースタンパク質グリコフォームを含む。
別の好ましい態様において、試料は、フコシル化および非フコシル化タンパク質グリコフォームを含む。
In a preferred embodiment, the sample contains mannose rich protein glycoforms.
In another preferred embodiment, the sample contains terminal mannose protein glycoforms.
In another preferred embodiment, the sample comprises fucosylated and nonfucosylated protein glycoforms.

別の好ましい態様において、試料は、グリコシル化および非グリコシル化タンパク質を含む。
別の好ましい態様において、試料は、抗体および/またはFc融合タンパク質および/またはウイルスタンパク質グリコフォームであって、単離されているかまたはウイルス上もしくはウイルスカプシド上にあるかのいずれかであるものを含む。
In another preferred embodiment, the sample comprises glycosylated and non-glycosylated proteins.
In another preferred embodiment, the sample comprises antibodies and/or Fc fusion proteins and/or viral protein glycoforms, either isolated or located on the virus or viral capsid.

好ましくは、ポリマーのモノマー単位は、直線状に連結し、および、各モノマー単位は、末端基-N(Y)-R3を含む。
好ましくは、分離材料のイオン密度は、10~1200μeq/gの間である。
好ましい態様において、YはHであり、およびR4はイソプロピルおよび/またはイソブチルである。
好ましい態様において、ヒドロキシル基含有ベースマトリックスは、脂肪族のヒドロキシル基を含む。
Preferably, the monomer units of the polymer are linked linearly and each monomer unit comprises an end group --N(Y)--R3.
Preferably, the ionic density of the separation material is between 10 and 1200 μeq/g.
In a preferred embodiment, Y is H and R4 is isopropyl and/or isobutyl.
In a preferred embodiment, the hydroxyl-containing base matrix contains aliphatic hydroxyl groups.

好ましい態様において、ベースマトリックスは、グループa)およびb)からの少なくとも1の化合物の共重合によって形成されたコポリマーである、ここで
a)少なくとも1の、式Iで表される親水性置換されたアルキルビニルエーテル
式中、R1、R2、R3は、相互に独立して、HまたはC1~C6アルキル、好ましくはHまたは-CH、とすることができ、
およびR4は、少なくとも1のヒドロキシル基を抱えたラジカルである、ならびに
b)少なくとも1の、式IIおよび/またはIIIおよび/またはIVに従った架橋剤、ここで、
式中、Xは、2~5個のC原子、好ましくは2または3個のC原子を有する、二価のアルキルラジカルである、ここで、隣接せずかつNのすぐ近傍に位置づけられていない1以上のメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のH原子は、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい、ならびに、
式中、式IIIおよびIVにおけるY1およびY2は、相互に独立して、
C1~C10アルキルまたはシクロアルキルであり、ここで、1以上の非隣接のメチレン基またはNのすぐ近傍に位置づけられていないメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO2、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のH原子は、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよいか、
あるいは、C6~C18アリールであり、ここで、アリール系の中の1以上のHは、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい、および、
Aは、2~5個のC原子、好ましくは2または3個のC原子を有する、二価のアルキルラジカルである、ここで、1以上の非隣接のメチレン基またはNのすぐ近傍に位置づけられていないメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のHは、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH(C1~C8)アルキル、N(C1~C8)アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい。
In a preferred embodiment, the base matrix is a copolymer formed by copolymerization of at least one compound from groups a) and b), where a) at least one hydrophilic substituted alkyl vinyl ether represented by formula I
wherein R1, R2, R3 can be each independently H or C1-C6 alkyl, preferably H or -CH3 ;
and R4 is a radical bearing at least one hydroxyl group, and b) at least one crosslinker according to formula II and/or III and/or IV, where
in which X is a divalent alkyl radical having 2 to 5 C atoms, preferably 2 or 3 C atoms, in which one or more methylene groups which are not adjacent and are not located in the immediate vicinity of N may be replaced by O, C═O, S, S═O, SO 2 , NH, NOH or N, and one or more H atoms of the methylene groups may be replaced, independently of one another, by hydroxyl groups, C1-C6-alkyl, halogen, NH 2 , C5-C10-aryl, NH-(C1-C8)-alkyl, N-(C1-C8) -alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH, and
In the formulae III and IV, Y1 and Y2 are each independently
C1-C10 alkyl or cycloalkyl, where one or more non-adjacent methylene groups or methylene groups that are not located in the immediate vicinity of N may be replaced by O, C=O, S, S=O, SO2, NH, NOH or N, and one or more H atoms of a methylene group may be replaced, independently of one another, by a hydroxyl group, a C1-C6-alkyl, a halogen, NH2, a C5 -C10-aryl, an NH-(C1-C8)-alkyl, an N-(C1-C8)-alkyl2 , a C1-C6-alkoxy or a C1-C6-alkyl-OH,
or C6-C18 aryl, where one or more H in the aryl system may be replaced, independently of one another, by hydroxyl group, C1-C6-alkyl, halogen, NH2 , NH-(C1-C8)-alkyl, N-(C1-C8) -alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH, and
A is a divalent alkyl radical having 2 to 5 C atoms, preferably 2 or 3 C atoms, in which one or more non-adjacent methylene groups or methylene groups that are not located in the immediate vicinity of an N may be replaced by O, C═O, S, S═O, SO 2 , NH, NOH or N, and one or more H of a methylene group may be replaced, independently of one another, by a hydroxyl group, C1-C6-alkyl, halogen, NH 2 , C5-C10-aryl, NH(C1-C8)alkyl, N(C1-C8) alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH.

式IにおけるR4は、典型的には、少なくとも1のヒドロキシル基を抱えたアルキルラジカル、シクロ脂肪族ラジカルまたはアリールラジカルである。
極めて好ましい態様において、ベースマトリックスは、1,4-ブタンジオールモノビニルエーテル、1,5-ペンタンジオールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルまたはシクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテルの群から選択される親水性置換されたアルキルビニルエーテルと架橋剤としてのジビニルエチレン尿素(1,3-ジビニルイミダゾリン-2-オン)との共重合により形成される。
R4 in formula I is typically an alkyl radical, a cycloaliphatic radical, or an aryl radical bearing at least one hydroxyl group.
In a highly preferred embodiment, the base matrix is formed by copolymerization of a hydrophilic substituted alkyl vinyl ether selected from the group of 1,4-butanediol monovinyl ether, 1,5-pentanediol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether or cyclohexanedimethanol monovinyl ether with divinylethyleneurea (1,3-divinylimidazolin-2-one) as a crosslinker.

好ましい態様において、分離材料は、ヒドロキシル基含有ベースマトリックスを式V
ただし式中、R1、R2およびYは、互いに独立してHまたはCH3、好ましくはHであり、
R3は、-CHCOOMRであり、
ただし式中、Rは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、好ましくはイソプロピルおよびイソブチル、極めて好ましくはイソブチル、といったC1~C4アルキルであるか、またはC1~C4ペルフルオロアルキルであり、
および、Mは、H、Na、K、またはNHである、
に従うモノマーのセリウム(IV)触媒グラフト重合に供することにより調製可能である。
In a preferred embodiment, the separation material comprises a hydroxyl-containing base matrix represented by formula V
wherein R1, R2 and Y are each independently H or CH3, preferably H;
R3 is -CHCOOMR4 ,
wherein R 4 is C1-C4 alkyl, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, preferably isopropyl and isobutyl, very preferably isobutyl, or C1-C4 perfluoroalkyl;
and M is H, Na, K, or NH4 ;
can be prepared by subjecting monomers to cerium(IV) catalyzed graft polymerization according to

このグラフト重合は、好ましくは、US5453186の9頁、例8に従い行われる。 This graft polymerization is preferably carried out according to page 9, Example 8 of US5453186.

好ましい態様において、タンパク質グリコフォームは、2~7の間のpHで分離材料に結合し、任意には、pH値をアルカリ性pHまで、好ましくは9を上回る値、例として、9~11の間、好ましくは10前後まで増大させることによって洗浄されて溶出させられる。
好ましい態様において、試料は、10~1200μeq/gの間のイオン密度で分離材料に適用される。
好ましい態様において、分離材料のmlあたり10mg~100mgの間の糖タンパク質が結合する。
In a preferred embodiment, protein glycoforms bind to the separation material at a pH between 2 and 7 and are optionally washed and eluted by increasing the pH value to an alkaline pH, preferably above 9, for example between 9 and 11, preferably around 10.
In a preferred embodiment, the sample is applied to the separation material at an ion density between 10 and 1200 μeq/g.
In a preferred embodiment, between 10 mg and 100 mg of glycoprotein is bound per ml of separated material.

図1は、グリカン構造の概略図を示し、ここで、四角形はN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)を表し、完全に塗りつぶされた円 - マンノース、三角形 - フコース(Fuc)および塗りつぶしなしの円 - ガラクトース(Gal)である。FIG. 1 shows a schematic diagram of glycan structures, where boxes represent N-acetylglucosamine (GlcNAc), fully filled circles—mannose, triangles—fucose (Fuc) and open circles—galactose (Gal). 図2は、アクリロイルロイシンモノマーの重合によって構築された線状ポリマーで官能化された基材(点)を伴った本発明に従う分離材料の概略図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of a separation material according to the present invention with a substrate (dot) functionalized with a linear polymer constructed by polymerization of acryloylleucine monomers. 図3は、アクリロイルバリンモノマーの重合によって構築された線状ポリマーで官能化された基材(点)を伴った本発明に従う分離材料の概略図を示す。FIG. 3 shows a schematic diagram of a separation material according to the present invention with a substrate (dot) functionalized with a linear polymer constructed by polymerization of acryloylvaline monomers.

図4は、20mg/ml CV負荷および250mM NaClでの分離マトリックス上に結合した糖タンパク質の溶出ピークを示す。UV吸着シグナルトレースは実線であり、pHシグナルトレースは破線である。Figure 4 shows the elution peaks of glycoproteins bound on the separation matrix at 20 mg/ml CV load and 250 mM NaCl, the UV adsorption signal trace is the solid line and the pH signal trace is the dashed line. 図5は、20mg糖タンパク質/ml CV負荷および250mM NaClでの負荷された糖タンパク質(負荷)を包含する、分析した溶出画分(1A10~1E3)の定量面積(quantitative area)で表示されるLC-MS分析法を使用した試料画分特性評価の分析結果を示す。FIG. 5 shows the analytical results of the sample fraction characterization using LC-MS analysis, displayed as the quantitative area of the analyzed elution fractions (1A10-1E3) including 20 mg glycoprotein/ml CV load and loaded glycoprotein (load) at 250 mM NaCl. 図6は、20mg/ml CV負荷および250mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質の溶出ピークを示す。UV吸着シグナルトレースは実線であり、pHシグナルトレースは破線である。Figure 6 shows the elution peaks of glycoproteins bound on the separation material at 20 mg/ml CV load and 250 mM NaCl, the UV adsorption signal trace is the solid line and the pH signal trace is the dashed line.

図7は、20mg糖タンパク質/ml CV負荷および250mM NaClでの負荷された糖タンパク質(負荷)を包含する、分析した溶出画分(1A10~1E3)の定量面積で表示されるLC-MS分析法を使用した試料画分特性評価の分析結果を示す。FIG. 7 shows the analytical results of the sample fraction characterization using the LC-MS analytical method displayed as the quantitative area of the analyzed elution fractions (1A10-1E3) including the loaded glycoprotein (load) at 20 mg glycoprotein/ml CV load and 250 mM NaCl. 図8は、30mg/ml CV負荷および250mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質(例として、mAb05)の溶出ピークを示す。UV吸着シグナルトレースは青色の線である。Figure 8 shows the elution peak of glycoprotein (example mAb05) bound on the separation material at 30 mg/ml CV load and 250 mM NaCl. The UV adsorption signal trace is the blue line. 図9は、分析した溶出画分(1A4~4B2)の定量面積で表示されるLC-MS分析法を使用した試料画分特性評価の分析結果を示す。FIG. 9 shows the analytical results of the sample fraction characterization using the LC-MS analytical method, displayed as the quantified area of the elution fractions analyzed (1A4-4B2).

図10は、30mg/ml CV負荷および200mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質(例として、mAb05)の溶出ピークを示す。UV吸着シグナルトレースは実線であり、pHは破線である。Figure 10 shows the elution peak of a glycoprotein (example mAb05) bound onto the separation material at 30 mg/ml CV load and 200 mM NaCl. The UV adsorption signal trace is the solid line and the pH is the dashed line. 図11は、1mg/ml CV負荷および150mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質(例として、Rituximab(登録商標))の溶出ピークを示す。部分的に脱グリコシル化したRituximab(登録商標)のUV吸着シグナルのトレースは実線であり、ネイティブなRituximab(登録商標)のUV吸着シグナルは点線であり、pHは破線である。Figure 11 shows the elution peaks of glycoproteins (as an example, Rituximab®) bound on the separation material at 1 mg/ml CV load and 150 mM NaCl. The UV adsorption signal trace of partially deglycosylated Rituximab® is the solid line, the UV adsorption signal of native Rituximab® is the dotted line, and the pH is the dashed line. 図12は、10mg/ml CV負荷および450mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質(例として、mAb05)の、フロースルーおよび溶出ピークを示す。UV吸着シグナルトレースは実線であり、pHは破線である。Figure 12 shows the flow-through and elution peaks of glycoproteins (example mAb05) bound onto the separation material at 10 mg/ml CV load and 450 mM NaCl. The UV adsorption signal trace is the solid line and the pH is the dashed line.

図13は、1mg/ml CV負荷および150mM NaClでの分離材料上に結合した糖タンパク質(例として、SARS-CoV-2のスパイクS1タンパク質)の溶出ピークを示す。糖タンパク質のUV吸着シグナルのトレースは実線であり、pHは破線である。Figure 13 shows the elution peak of glycoprotein (as an example, spike S1 protein of SARS-CoV-2) bound on the separation material at 1 mg/ml CV load and 150 mM NaCl. The UV adsorption signal trace of glycoprotein is the solid line, and pH is the dashed line. 図14は、実線で表された1mg糖タンパク質/ml CV負荷および250mM NaClでの負荷された糖タンパク質(負荷)、および破線で表された糖タンパク質(例として、SARS-CoV-2のスパイクS1タンパク質)の溶出画分1C6を包含する、UVシグナルトレースで表示される、HIC分析法を使用した試料画分特性評価の分析結果を示す。FIG. 14 shows analytical results of sample fraction characterization using HIC analysis, displayed as UV signal traces, including glycoprotein loaded at 1 mg glycoprotein/ml CV load and 250 mM NaCl (load), represented by a solid line, and elution fraction 1C6 of glycoprotein (example spike S1 protein of SARS-CoV-2) represented by a dashed line.

本発明を詳細に説明する前に、この発明は特定の組成またはプロセスステップに限定されるものではなく、かかるものは多様であり得るということが理解されるべきである。この明細書および添付の請求項に使用される単数形「a」、「an」および「the」は、文脈で明確に別様に指示されない限り、指示物の複数形を包含することが留意されなければならない。よって、例えば、「リガンド」を指すことは複数のリガンドを包含し、および、「抗体」を指すことは複数の抗体を包含する、等とする。 Before describing the invention in detail, it should be understood that this invention is not limited to specific compositions or process steps, as such may vary. It should be noted that, as used in this specification and the appended claims, the singular forms "a," "an," and "the" include plurals of the referent unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, a reference to a "ligand" includes a plurality of ligands, and a reference to an "antibody" includes a plurality of antibodies, etc.

別様に定義されない限り、本明細書に使用されるすべての技術および科学用語は、この発明が関連する技術分野における当業者によって一般的に理解されているのと同じ意味を有する。以下の用語は、本明細書に記載のとおり、発明の目的のために定義される。 Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains. The following terms are defined for purposes of the invention as described herein:

本明細書に使用されるとき、用語「標的分子」は、試料中の、1以上の他の構成成分、例として不純物から、単離、分離または精製されることとなる、あらゆる分子、物質または化合物を指す。標的分子の例は、糖タンパク質であり、タンパク質グリコフォーム、または糖タンパク質のグリカン種とも呼ばれる。標的分子はまた、これもまた試料中に存在するものである、タンパク質グリコフォームから分離されるべき非グリコシル化タンパク質であるとすることもできる。生産および/または精製プロセスにおいて、標的分子は、典型的には液体中に存在する。液体は、水、バッファー、エタノールのような非水溶媒、またはそれらのあらゆる混合物であり得る。標的分子の傍ら、当該液体は、1以上の不純物を含み得る。 As used herein, the term "target molecule" refers to any molecule, substance or compound that is to be isolated, separated or purified from one or more other components, e.g., impurities, in a sample. An example of a target molecule is a glycoprotein, also called a protein glycoform or a glycan species of a glycoprotein. A target molecule can also be a non-glycosylated protein that is to be separated from a protein glycoform, which is also present in the sample. In the production and/or purification process, the target molecule is typically present in a liquid. The liquid can be water, a buffer, a non-aqueous solvent such as ethanol, or any mixture thereof. Beside the target molecule, the liquid can contain one or more impurities.

液体はまた、試料とも呼ばれることがある。液体の組成は、生産および/または精製の間に、行われるプロセスステップに依存して変化し得る。クロマトグラフのステップの後、液体は、典型的には、クロマトグラフのステップにおいて使用された溶離液に起因してそれ以前とは違う溶媒を含む。典型的には、まさに最後の精製ステップの後でのみ、標的分子が最終剤形を調製するために乾燥され得る。 The liquid may also be referred to as the sample. The composition of the liquid may vary depending on the process steps performed during production and/or purification. After a chromatographic step, the liquid typically contains a different solvent than before due to the eluent used in the chromatographic step. Typically, only after the very last purification step can the target molecule be dried to prepare the final dosage form.

糖タンパク質またはタンパク質グリコフォームは、グリコシル化されたタンパク質である。グリコシル化は、例えば、1以上のフコース、マンノース、ガラクトース、N-アセチルグルコサミン、シアル酸および/またはノイラミン酸を含んでなる、単糖、二糖、またはオリゴ糖鎖の形態とすることができる。例えば、抗体は、典型的には、複合型N-連結型オリゴ糖を有する。さらなる情報は、上記の導入において見出すことができる。一般的なグリカン構造についての一例は、抗体に見出されるとおりのN-グリコシド連結型糖鎖である。 A glycoprotein or protein glycoform is a glycosylated protein. The glycosylation can be in the form of monosaccharide, disaccharide, or oligosaccharide chains, for example comprising one or more of fucose, mannose, galactose, N-acetylglucosamine, sialic acid, and/or neuraminic acid. For example, antibodies typically have complex type N-linked oligosaccharides. Further information can be found in the introduction above. One example for a common glycan structure is the N-glycoside-linked glycan as found on antibodies.

複合型N-グリコシド連結型糖鎖が、他のアスパラギン残基にもまた連結することができるとはいえ、「N-グリコシド連結型糖鎖」または「N-グリコシド連結型グリカン」は、典型的に、アスパラギン297(Kabatの番号に従う)に結合する。複合型N-グリコシド連結型糖鎖は、典型的に、二分岐複合糖鎖を有し、主に以下の構造を有する:
ここで、+/-は、糖分子が存在し得るかまたは不在であり得るということを示し、数字は、糖分子間の連結の位置を示す。上記の構造において、アスパラギンに結合する糖鎖末端は還元末端(右)と呼ばれ、および反対側は非還元末端と呼ばれる。フコースは、大抵、還元末端のN-アセチルグルコサミン(「GIcNAc」)へ、典型的にはα1,6結合(GIcNAcの6位がフコースの1位に連結する)によって、結合する。「Gal」はガラクトースを指し、および「Man」はマンノースを指す。
An "N-glycoside-linked glycan" or "N-glycoside-linked glycan" is typically attached to asparagine 297 (according to Kabat numbering), although complex-type N-glycoside-linked glycans can also be linked to other asparagine residues. Complex-type N-glycoside-linked glycans typically have biantennary complex glycans and primarily have the following structure:
where +/- indicates that a sugar molecule may be present or absent, and the numbers indicate the position of the linkage between the sugar molecules. In the above structure, the sugar chain end attached to the asparagine is called the reducing end (right), and the opposite end is called the non-reducing end. Fucose is usually attached to N-acetylglucosamine ("GIcNAc") at the reducing end, typically by an α1,6 linkage (position 6 of GIcNAc is linked to position 1 of fucose). "Gal" refers to galactose, and "Man" refers to mannose.

タンパク質グリコフォームの例は、異なるレベルのフコシル化を伴うタンパク質であり、例として、異なるレベルのコアのフコシル化、異なるレベルのシアル化、異なるレベルのガラクトシル化または異なるレベルのマンノシル化である。好ましくは、本発明の方法は、高マンノースタンパク質グリコフォームを分離または精製することに使用される。 Examples of protein glycoforms are proteins with different levels of fucosylation, e.g. different levels of core fucosylation, different levels of sialylation, different levels of galactosylation or different levels of mannosylation. Preferably, the method of the invention is used to separate or purify high mannose protein glycoforms.

高マンノースタンパク質グリコフォームは、5以上の、典型的には5~9の、マンノース単位を持つグリカン残基を有する糖タンパク質である。高マンノースタンパク質についての一例は、5~9のマンノース単位を含むN-連結型オリゴ糖を有する抗体である。マンノースに富んだタンパク質についての別の一例は、HIV1のマンノースに富んだエンベロープ糖タンパク質または2019-nCoV(SARS-CoV-2)のスパイク(S1)タンパク質のようなウイルス糖タンパク質である。 High mannose protein glycoforms are glycoproteins that have glycan residues with five or more, typically 5-9, mannose units. One example of a high mannose protein is an antibody with N-linked oligosaccharides containing 5-9 mannose units. Another example of a mannose-rich protein is a viral glycoprotein such as the mannose-rich envelope glycoprotein of HIV1 or the spike (S1) protein of 2019-nCoV (SARS-CoV-2).

末端マンノースタンパク質グリコフォームは、コア構造中に3のマンノース単位を持つグリカン残基を有する糖タンパク質であって、分岐における一方のまたは両方のマンノース単位がN-アセチルグルコサミン(「GIcNAc」)に結合していないものである。いくつかの態様において、これは、G0-N糖タンパク質を指し得る。いくつかの態様において、これは、G1-N糖タンパク質を指し得る。いくつかの態様において、これは、ハイブリッドグリコフォームを指し得る。 A terminal mannose protein glycoform is a glycoprotein having a glycan residue with three mannose units in the core structure, where one or both mannose units in the branch are not linked to N-acetylglucosamine ("GIcNAc"). In some embodiments, this may refer to a G0-N glycoprotein. In some embodiments, this may refer to a G1-N glycoprotein. In some embodiments, this may refer to a hybrid glycoform.

本発明に従う糖タンパク質またはタンパク質グリコフォームは、単離された糖タンパク質か、または、薬物、他のタンパク質、ウイルスもしくはウイルスカプシドといった他の部分に連結した糖タンパク質であるとすることができる。いくつかの態様において、タンパク質グリコフォームは、哺乳動物細胞中で、真菌細胞中で、昆虫細胞中でまたは植物細胞中で生産される。 The glycoproteins or protein glycoforms according to the invention can be isolated glycoproteins or glycoproteins linked to other moieties, such as drugs, other proteins, viruses or viral capsids. In some embodiments, the protein glycoforms are produced in mammalian cells, fungal cells, insect cells or plant cells.

用語「抗体」は、抗原に特異的に結合する能力を有するタンパク質を指す。「抗体」または「IgG」は、分析物(抗原)に特異的に結合して認識する、免疫グロブリン遺伝子(単数)または免疫グロブリン遺伝子(複数)によって実質的にコードされるポリペプチド、またはそのフラグメントをさらに指す。認識されている免疫グロブリン遺伝子は、カッパ、ラムダ、アルファ、ガンマ、デルタ、イプシロンおよびミュー定常領域遺伝子、ならびに無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子を包含する。軽鎖は、カッパまたはラムダのいずれかとして分類される。重鎖は、ガンマ、ミュー、アルファ、デルタまたはイプシロンとして分類され、ひいては、それぞれ免疫グロブリンクラスIgG、IgM、IgA、IgD、およびIgEを定義する。 The term "antibody" refers to a protein that has the ability to specifically bind to an antigen. "Antibody" or "IgG" further refers to a polypeptide substantially encoded by an immunoglobulin gene or genes, or fragments thereof, that specifically binds to and recognizes an analyte (antigen). Recognized immunoglobulin genes include the kappa, lambda, alpha, gamma, delta, epsilon and mu constant region genes, as well as the myriad immunoglobulin variable region genes. Light chains are classified as either kappa or lambda. Heavy chains are classified as gamma, mu, alpha, delta or epsilon, which in turn define the immunoglobulin classes IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE, respectively.

例示の免疫グロブリン(抗体)構造単位は、ポリペプチド鎖の2つのペア、各ペアは1の「軽」(約25kD)および1の「重」鎖(約50~70kD)を有し、当該鎖は、例えば鎖間ジスルフィド結合によって安定化している、から構成されている。各鎖のN末端は、抗原認識に主に関与する約100~110以上のアミノ酸の可変領域を定義する。可変軽鎖(VL)および可変重鎖(VH)という用語は、これらの軽鎖および重鎖をそれぞれ指す。 An exemplary immunoglobulin (antibody) structural unit consists of two pairs of polypeptide chains, each pair having one "light" (about 25 kD) and one "heavy" chain (about 50-70 kD), stabilized, for example, by interchain disulfide bonds. The N-terminus of each chain defines a variable region of about 100-110 or more amino acids primarily responsible for antigen recognition. The terms variable light chain (VL) and variable heavy chain (VH) refer to these light and heavy chains, respectively.

抗体は、モノクローナルまたはポリクローナルであってもよく、モノマーまたはポリマーの形態で存在してもよく、例えば、五量体の形態で存在するIgM抗体および/またはモノマー、ダイマーまたは多量体の形態で存在するIgA抗体である。抗体は、それらがリガンド特異的な結合ドメインを保持するか、またはそれを含むように改変される限り、多重特異性抗体(例として、二重特異性抗体)および抗体フラグメントもまた包含してもよい。 Antibodies may be monoclonal or polyclonal and may exist in monomeric or polymeric form, for example IgM antibodies existing in pentameric form and/or IgA antibodies existing in monomeric, dimeric or multimeric form. Antibodies may also include multispecific antibodies (e.g. bispecific antibodies) and antibody fragments, so long as they retain or are modified to contain a ligand-specific binding domain.

用語「フラグメント」は、無傷のもしくは完全な抗体または抗体鎖よりも少ないアミノ酸残基を含む、抗体もしくは抗体鎖の一部もしくは部分を指す。フラグメントは、無傷のもしくは完全な抗体または抗体鎖の化学的または酵素的処理を介して得ることができる。フラグメントは、組換え手段によって得ることもできる。組換えで生産されるとき、フラグメントは、単独で発現しても、または融合タンパク質と呼ばれるより大きなタンパク質の部分として発現してもよい。例示のフラグメントは、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fcおよび/またはFvフラグメントを包含する。例示の融合タンパク質は、Fc融合タンパク質を包含する。本発明に従うと、融合タンパク質もまた用語「抗体」によって網羅される。 The term "fragment" refers to a portion or part of an antibody or antibody chain that contains fewer amino acid residues than an intact or complete antibody or antibody chain. Fragments can be obtained through chemical or enzymatic treatment of an intact or complete antibody or antibody chain. Fragments can also be obtained by recombinant means. When produced recombinantly, fragments can be expressed alone or as part of a larger protein called a fusion protein. Exemplary fragments include Fab, Fab', F(ab')2, Fc and/or Fv fragments. Exemplary fusion proteins include Fc fusion proteins. In accordance with the present invention, fusion proteins are also encompassed by the term "antibody".

いくつかの態様において、抗体は、Fc領域含有タンパク質、例として免疫グロブリンである。いくつかの態様において、Fc領域含有タンパク質は、別のポリペプチドまたはそのフラグメントに融合された免疫グロブリンのFc領域を包含する組換えタンパク質である。 In some embodiments, the antibody is an Fc region-containing protein, e.g., an immunoglobulin. In some embodiments, the Fc region-containing protein is a recombinant protein that includes the Fc region of an immunoglobulin fused to another polypeptide or fragment thereof.

例示のポリペプチドは、例として、レニン;ヒト成長ホルモンおよびウシ成長ホルモンを包含する成長ホルモン;成長ホルモン放出因子;副甲状腺ホルモン;甲状腺刺激ホルモン;リポタンパク質;α-1-抗トリプシン;インスリンα鎖;インスリンβ鎖;プロインスリン;卵胞刺激ホルモン;カルシトニン;黄体形成ホルモン;グルカゴン;第VIIIC因子、第IX因子、組織因子、およびフォン・ヴィレブランド因子などの凝固因子;タンパク質Cなどの抗凝固因子;心房性ナトリウム利尿因子;肺表面活性剤;ウロキナーゼまたは組織種類プラスミノーゲン活性化因子(t-PA)などのプラスミノーゲン活性化因子;ボンベシン;トロンビン;造血成長因子;腫瘍壊死因子-αおよび-β;エンケファリナーゼ;RANTES(regulated on activation normally T- cell expressed and secreted);ヒトマクロファージ炎症性タンパク質(MIP-1-α);ヒト血清アルブミンなどの血清アルブミン、;ミュラー管阻害物質;リラキシンα鎖;リラキシンβ鎖;プロリラキシン;マウスゴナドトロピン関連ペプチド;例えばβ-ラクタマーゼなどの微生物タンパク質;DNase;IgE;細胞傷害性Tリンパ球関連抗原(CTLA)(例としてCTLA-4);インヒビン;アクチビン;血管内皮成長因子(VEGF);ホルモンまたは成長因子の受容体;タンパク質AまたはD;リウマチ因子;骨由来神経栄養因子(BDNF)、ニューロトロフィン-3、-4、-5、もしくは-6(NT-3、NT-4、NT-5、もしくはNT-6)、または、NGF-βなどの神経成長因子、などの神経栄養因子;血小板由来成長因子(PDGF);αFGFおよびβFGFなどの線維芽細胞成長因子;上皮成長因子(EGF);TGF-アルファ、およびTGF-βl、TGF-β2、TGF-β3、TGF-β4、またはTGF-β5を包含するTGF-βなどのトランスフォ-ミング成長因子(TGF);インスリン様成長因子-Iおよび-II(IGF-IおよびIGF-II);des(l-3)-IGF-I(脳IGF-I)、インスリン様成長因子結合タンパク質(IGFBP);CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD34、およびCD40などのCDタンパク質;エリスロポエチン;骨誘導因子;免疫毒;骨形成タンパク質(BMP);インターフェロン-α、-β、および-γなどのインターフェロン;コロニー刺激因子(CSF)、例としてM-CSF、GM-CSF、およびG-CSF;インターロイキン(IL)、例としてIL-I~IL-IO;スーパーオキシドジスムターゼ;T細胞受容体;表面膜タンパク質;崩壊促進因子;例えばAIDSエンベロープの部分などのウイルス抗原;輸送タンパク質;ホーミング受容体;アドレシン;調節タンパク質;CDl Ia、CDl Ib、CDl Ic、CD 18、ICAM、VLA-4およびVCAMなどのインテグリン;HER2、HER3またはHER4受容体などの腫瘍関連抗原;および上記に列記したあらゆるポリペプチドのフラグメントおよび/またはバリアントを包含する。 Exemplary polypeptides include, by way of example, renin; growth hormones, including human growth hormone and bovine growth hormone; growth hormone releasing factor; parathyroid hormone; thyroid stimulating hormone; lipoproteins; alpha-1-antitrypsin; insulin alpha chain; insulin beta chain; proinsulin; follicle stimulating hormone; calcitonin; luteinizing hormone; glucagon; clotting factors, such as factor VIIIC, factor IX, tissue factor, and von Willebrand factor; anticoagulants, such as protein C; atrial natriuretic factor; pulmonary surfactant; plasminogen activators, such as urokinase or tissue-type plasminogen activator (t-PA); bombesin; thrombin; hematopoietic growth factors; tumor necrosis factor-alpha and -beta; enkephalinase; RANTES (regulated on activation normally T-cell expressed and secreted); human macrophage inflammatory protein (MIP-1-α); serum albumins such as human serum albumin; Müllerian inhibitory substance; relaxin α chain; relaxin β chain; prorelaxin; mouse gonadotropin-related peptide; microbial proteins such as β-lactamase; DNase; IgE; cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen (CTLA) (e.g. CTLA-4); inhibin; activin; vascular endothelial growth factor (VEGF); hormone receptors for neurotransmitters or growth factors; protein A or D; rheumatoid factors; neurotrophic factors such as bone-derived neurotrophic factor (BDNF), neurotrophin-3, -4, -5, or -6 (NT-3, NT-4, NT-5, or NT-6), or nerve growth factors such as NGF-β; platelet-derived growth factor (PDGF); fibroblast growth factors such as αFGF and βFGF; epidermal growth factor (EGF); TGF-alpha, and TGF-β1, TGF-β2, TGF-β3, TGF-β4, TGF-β5, TGF-β6, TGF-β7, TGF-β8, TGF-β9, TGF-β10, TGF-β11, TGF-β12, TGF-β13, TGF-β14, TGF-β15, TGF-β16, TGF-β17, TGF-β18, TGF-β19, TGF-β210, TGF-β22, TGF-β310, TGF-β19, TGF-β23, TGF-β19, TGF-β24, TGF-β19, TGF-β25, TGF-β19, TGF-β26, TGF-β19, TGF-β27, TGF-β19, TGF-β28, TGF-β29, TGF-β310, TGF-β111, TGF-β12, TGF-β29, TGF-β19, TGF-β29, TGF-β19, TGF-β29, TGF-β29, TGF-β310, TGF-β1 ... Transforming growth factors (TGFs) such as TGF-β, including TGF-β3, TGF-β4, or TGF-β5; insulin-like growth factors-I and -II (IGF-I and IGF-II); des(1-3)-IGF-I (brain IGF-I), insulin-like growth factor binding proteins (IGFBPs); CD proteins such as CD3, CD4, CD8, CD19, CD20, CD34, and CD40; erythropoietin; bone morphogenetic factors; immunotoxins; osteogenic proteins. protein (BMP); interferons such as interferon-α, -β, and -γ; colony stimulating factors (CSF), such as M-CSF, GM-CSF, and G-CSF; interleukins (IL), such as IL-I to IL-IO; superoxide dismutase; T cell receptors; surface membrane proteins; decay accelerating factors; viral antigens, such as portions of the AIDS envelope; transport proteins; homing receptors; addressins; regulatory proteins; integrins, such as CD1 Ia, CD1 Ib, CD1 Ic, CD 18, ICAM, VLA-4, and VCAM; tumor associated antigens, such as HER2, HER3, or HER4 receptors; and fragments and/or variants of any of the above listed polypeptides.

加えて、本発明に従う抗体は、上記に列記したポリペプチドのいずれかに特異的に結合する、あらゆるタンパク質またはポリペプチド、フラグメントまたはそのバリアントである。 In addition, an antibody according to the present invention is any protein or polypeptide, fragment or variant thereof, that specifically binds to any of the polypeptides listed above.

本明細書で使用されるとき、かつ、別様に述べられない限り、用語「試料」は、標的分子を含有するあらゆる組成物または混合物を指す。試料は、生物学的なまたはその他の入手源に由来してもよい。生物学的な入手源は、動物またはヒトといった真核生物の入手源を包含する。好ましい試料は、哺乳動物に由来する血液または血漿試料である。試料は、標的分子とともに混合されて見出される希釈剤、バッファー、洗剤、および汚染種(contaminating species)等々もまた包含してもよい。試料は、「部分的に精製されて」(すなわち、濾過または遠心分離ステップなどの、1以上の精製ステップに供されていて)もよく、または標的分子を生産する生体から直接的に得てもよい。血漿試料は、血漿または血漿の部分を含むあらゆる試料である。 As used herein, and unless otherwise stated, the term "sample" refers to any composition or mixture containing a target molecule. A sample may be derived from a biological or other source. Biological sources include eukaryotic sources, such as animals or humans. A preferred sample is a blood or plasma sample derived from a mammal. A sample may also include diluents, buffers, detergents, contaminating species, and the like, that are found mixed with the target molecule. A sample may be "partially purified" (i.e., subjected to one or more purification steps, such as filtration or centrifugation steps) or may be obtained directly from an organism that produces the target molecule. A plasma sample is any sample that contains plasma or a portion of plasma.

用語「不純物」または「夾雑物」は、本明細書で使用されるとき、あらゆる外来のまたは好ましくない分子を指し、これは、1以上の外来のまたは好ましくない分子から分離される標的分子を含有する試料に存在し得る、DNA、RNA、1以上の宿主細胞タンパク質、核酸、エンドトキシン、脂質、合成起源の不純物および1以上の添加剤などの生物学的高分子を包含する。用語「不純物」または「夾雑物」はまた、本明細書で使用されるとき、患者においてアレルギー反応を引き起こす免疫グロブリンAならびに免疫グロブリンMといった、標的分子から分離される必要がある所定の免疫グロブリンにも適用できる。加えて、かかる不純物は、生産および/または精製プロセスのステップに使用されるあらゆる試薬を包含してもよい。 The term "impurity" or "contaminant" as used herein refers to any foreign or undesirable molecule, including biological macromolecules such as DNA, RNA, one or more host cell proteins, nucleic acids, endotoxins, lipids, impurities of synthetic origin, and one or more additives, that may be present in a sample containing a target molecule to be separated from one or more foreign or undesirable molecules. The term "impurity" or "contaminant" as used herein can also apply to certain immunoglobulins that need to be separated from the target molecule, such as immunoglobulin A and immunoglobulin M, which cause allergic reactions in patients. In addition, such impurities may include any reagents used in the steps of the production and/or purification process.

用語「精製する」、「分離する」または「単離する」は、本明細書で交換可能に使用されるとき、標的分子と1以上の他の構成成分、例として不純物、とを含む組成物または試料からそれを分離することによって標的分子の純度を増大させることを指す。典型的には、組成物から少なくとも1の不純物を取り除く(完全にまたは部分的に)ことによって標的分子の純度が増大する。 The terms "purify," "separate," or "isolate," as used interchangeably herein, refer to increasing the purity of a target molecule by separating it from a composition or sample that contains the target molecule and one or more other components, e.g., impurities. Typically, the purity of a target molecule is increased by removing (completely or partially) at least one impurity from the composition.

用語「クロマトグラフィー」は、混合物中に存在する他の分子から関心対象の分析物(例として標的分子)を分離するあらゆる種類の技術を指す。大抵、標的分子は、移動相の影響下で、または結合-溶出プロセスにおいて、混合物の個々の分子が固定(stationary)媒体もしくは分離材料を通って移動する速度の相違の結果として他の分子から分離される。クロマトグラフィー分離プロセスについての例は、逆相クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー、アフィニティークロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィーおよび混合モードクロマトグラフィーである。 The term "chromatography" refers to any type of technique that separates an analyte of interest (e.g., a target molecule) from other molecules present in a mixture. Most often, the target molecule is separated from other molecules as a result of differences in the rate at which individual molecules of the mixture move through a stationary medium or separation material under the influence of a mobile phase or in a bind-elute process. Examples of chromatographic separation processes are reversed-phase chromatography, ion-exchange chromatography, size-exclusion chromatography, affinity chromatography, hydrophobic interaction chromatography, and mixed-mode chromatography.

「バッファー」は、その酸-塩基コンジュゲート構成成分の作用によりpHの変化に耐える溶液である。例えばバッファーの所望のpHに依存して用いることができる様々なバッファーは、Buffers. A Guide for the Preparation and Use of Buffers in Biological Systems, Gueffroy, D., ed. Calbiochem Corporation (1975)に記載されている。バッファーの非限定例は、MES、MOPS、MOPSO、Tris、HEPES、リン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、コハク酸塩、グリシンおよびアンモニウムバッファー、ならびにこれらの組み合わせを包含する。 A "buffer" is a solution that resists changes in pH due to the action of its acid-base conjugate components. For example, various buffers that can be used depending on the desired pH of the buffer are described in Buffers. A Guide for the Preparation and Use of Buffers in Biological Systems, Gueffroy, D., ed. Calbiochem Corporation (1975). Non-limiting examples of buffers include MES, MOPS, MOPSO, Tris, HEPES, phosphate, acetate, citrate, succinate, glycine and ammonium buffers, and combinations thereof.

用語「分離材料」または「クロマトグラフィーマトリックス」は、本明細書で交換可能に使用され、分離プロセスにおいて、混合物に存在する他の分子から標的分子(例として、免疫グロブリンなどのFc領域含有タンパク質)を分離する、あらゆる種類の粒状吸着剤、樹脂、マトリックスまたは固相を指す。大抵、標的分子は、移動相の影響下で、または結合-溶出プロセスにおいて、混合物の個々の分子が分離材料を通って移動しおよび分離材料と相互作用する速度の相違の結果として他の分子から分離される。例として樹脂粒子、膜またはモノリシック吸着剤から構成される分離材料は、カラムまたはカートリッジ中に入れることができる。典型的には、分離材料は、基材としてのベースマトリックスおよび当該ベースマトリックスに付着した1以上のタイプのリガンドを含む。 The terms "separation material" or "chromatography matrix" are used interchangeably herein and refer to any type of particulate adsorbent, resin, matrix or solid phase that separates a target molecule (e.g., an Fc region-containing protein such as an immunoglobulin) from other molecules present in a mixture during a separation process. Most often, the target molecule is separated from other molecules as a result of differences in the rate at which individual molecules of the mixture move through and interact with the separation material under the influence of a mobile phase or in a bind-elute process. Separation materials, consisting of resin particles, membranes or monolithic adsorbents by way of example, can be contained in columns or cartridges. Typically, separation materials include a base matrix as a substrate and one or more types of ligands attached to the base matrix.

「リガンド」は、官能基であるかまたはこれを含むものであり、クロマトグラフィーベースマトリックスに付着し、マトリックスの結合特性を決定するかまたはこれに影響する。好ましくは、リガンドは、1以上、好ましくは複数の官能基を抱えたポリマー鎖である。最も好ましいものは、それらを構築するモノマー単位あたり少なくとも1の官能基を抱えたポリマー鎖で作られたリガンドである。 A "ligand" is or contains a functional group that is attached to a chromatographic base matrix and determines or influences the binding properties of the matrix. Preferably, the ligand is a polymer chain bearing one or more, preferably multiple, functional groups. Most preferred are ligands made of polymer chains bearing at least one functional group per monomer unit that builds them.

「リガンド」の例は、イオン交換基、疎水性相互作用基、親水性相互作用基、チオ親和性相互作用基、金属アフィニティー基、アフィニティー基、バイオアフィニティー基、および混合モード基(先述の組み合わせ)を包含するが、これらに限定されない。本明細書で使用することのできる好ましいリガンドは、カルボン酸などの弱イオン交換基を包含するが、これらに限定されない。 Examples of "ligands" include, but are not limited to, ion exchange groups, hydrophobic interaction groups, hydrophilic interaction groups, thiophilic interaction groups, metal affinity groups, affinity groups, bioaffinity groups, and mixed mode groups (combinations of the foregoing). Preferred ligands that may be used herein include, but are not limited to, weak ion exchange groups such as carboxylic acids.

用語「イオン交換」および「イオン交換クロマトグラフィー」は、混合物中の標的分子(例として、Fc領域含有標的タンパク質)がイオン交換マトリックスに(共有結合的な付着によってなどで)連結した荷電した化合物と相互作用し、それによって標的分子が、混合物中の溶質不純物または夾雑物よりも多くまたは少なく荷電した化合物と非特異的に相互作用する、クロマトグラフプロセスを指す。混合物中の不純物は、イオン交換材料のカラムから標的分子よりも速くまたは遅く溶出するか、または標的分子に対して相対的に、樹脂に結合するか、もしくは樹脂から除かれる。 The terms "ion exchange" and "ion exchange chromatography" refer to a chromatographic process in which a target molecule (e.g., an Fc region-containing target protein) in a mixture interacts with charged compounds linked (such as by covalent attachment) to an ion exchange matrix, whereby the target molecule interacts nonspecifically with compounds that are more or less charged than solute impurities or contaminants in the mixture. Impurities in the mixture elute faster or slower than the target molecule from a column of ion exchange material, or are bound to or removed from the resin relative to the target molecule.

「イオン交換クロマトグラフィー」は、具体的にいうと、カチオン交換、アニオン交換、および混合モードイオン交換クロマトグラフィーを包含する。イオン交換クロマトグラフィーは、標的分子(例えば、Fc領域含有標的タンパク質)に結合しこれに続いて溶出を行うことができるか、または不純物に主に結合することができる一方で標的分子がカラムを「フロースルーする」。好ましくは、イオン交換クロマトグラフィーのステップは、結合-溶出モードで行われる。 "Ion exchange chromatography" specifically includes cation exchange, anion exchange, and mixed-mode ion exchange chromatography. Ion exchange chromatography can either bind to the target molecule (e.g., an Fc region-containing target protein) followed by elution, or can primarily bind to impurities while the target molecule "flows through" the column. Preferably, the ion exchange chromatography step is performed in bind-elute mode.

句「イオン交換マトリックス」は、負に荷電している(すなわち、カチオン交換樹脂)か、または正に荷電している(すなわちアニオン交換樹脂)、クロマトグラフィー媒体または分離材料を指す。電荷は、マトリックスに1以上の荷電したリガンドを付着させることによって、例として共有結合的な連結によって、提供されてもよい。代替的に、または加えて、電荷はマトリックスの固有の特性であってもよい。
用語「カチオン交換マトリックス」は、本明細書では、負に荷電した例として、そこに付着したカルボン酸基などの1以上の負に荷電したリガンドを有する、分離材料を指すのに使用される。
The phrase "ion exchange matrix" refers to a chromatography medium or separation material that is negatively charged (i.e., a cation exchange resin) or positively charged (i.e., an anion exchange resin). The charge may be provided by attaching one or more charged ligands to the matrix, for example by covalent linkage. Alternatively, or in addition, the charge may be an inherent property of the matrix.
The term "cation exchange matrix" is used herein to refer to a separation material having one or more negatively charged ligands, such as carboxylic acid groups, attached thereto.

結合-溶出モードで分離カラムに「負荷(loading)」するとき、バッファーは、標的分子(例として、Fc領域含有標的タンパク質)と1以上の不純物とを含む試料または組成物をクロマトグラフィーカラム(例として、イオン交換カラム)上へ負荷するために使用される。バッファーは、標的分子が分離材料に結合する一方で理想的にはすべての不純物がカラムに結合せずカラムをフロースルーするような導電率および/またはpHを有する。 When "loading" a separation column in bind-elute mode, a buffer is used to load a sample or composition containing a target molecule (e.g., an Fc region-containing target protein) and one or more impurities onto a chromatography column (e.g., an ion exchange column). The buffer has a conductivity and/or pH such that the target molecule binds to the separation material while ideally all impurities do not bind to the column and flow through the column.

標的分子を「フロースルー」させるために分離カラムに「負荷」するとき、バッファーは、標的分子(例として、Fc領域含有標的タンパク質)と1以上の不純物とを含む試料または組成物をクロマトグラフィーカラム(例として、イオン交換カラム)上へ負荷するために使用される。バッファーは、標的分子が分離材料に結合せずにカラムをフロースルーする一方で理想的にはすべての不純物がカラムに結合するような導電率および/またはpHを有する。 When "loading" a separation column to allow the target molecule to "flow through," a buffer is used to load a sample or composition containing the target molecule (e.g., an Fc region-containing target protein) and one or more impurities onto a chromatography column (e.g., an ion exchange column). The buffer has a conductivity and/or pH such that the target molecule flows through the column without binding to the separation material, while ideally all impurities bind to the column.

標的分子を「結合-溶出(bing and elute)」させるために分離カラムに「負荷」するとき、バッファーは、標的分子(例として、Fc領域含有標的タンパク質)と1以上の不純物とを含む試料または組成物をクロマトグラフィーカラム(例として、イオン交換カラム)上へ負荷するために使用される。バッファーは、標的分子が分離材料に結合するような導電率および/またはpHを有する。1以上の不純物からの分離は、標的分子が1以上の不純物より前にまたは後に洗浄または溶出されるような導電率および/またはpHに続いて起こる。典型的には、分離材料上に試料が負荷されたバッファーは、ローディングバッファーまたは試料バッファーと呼ばれる。 When "loading" a separation column to "bind and elute" a target molecule, a buffer is used to load a sample or composition containing a target molecule (e.g., an Fc region-containing target protein) and one or more impurities onto a chromatography column (e.g., an ion exchange column). The buffer has a conductivity and/or pH such that the target molecule binds to the separation material. Separation from the one or more impurities occurs subsequently with a conductivity and/or pH such that the target molecule is washed or eluted before or after the one or more impurities. Typically, the buffer in which the sample is loaded onto the separation material is called a loading buffer or sample buffer.

用語「平衡化」は、標的分子を負荷する前に分離材料を平衡化するためのバッファーの使用を指す。典型的には、ローディングバッファーが平衡化のために使用される。
「洗浄」または分離材料を「洗浄する」とは、分離材料を通してまたは分離材料上で、適切な液体、例としてバッファーを通過させることを意味する。典型的には、洗浄は、負荷後に、標的分子を溶出させる前に分離材料から弱く結合した夾雑物を取り除くために、および/または、非結合のもしくは弱く結合した標的分子を取り除くために使用される。
The term "equilibration" refers to the use of a buffer to equilibrate the separation material prior to loading the target molecules. Typically, a loading buffer is used for equilibration.
"Washing" or "washing" a separation material means passing a suitable liquid, e.g., a buffer, through or over the separation material. Typically, washing is used after loading to remove weakly bound contaminants from the separation material before eluting the target molecules and/or to remove unbound or weakly bound target molecules.

この場合、典型的には、洗浄バッファーとローディングバッファーとは同じものである。ウイルス不活性化バッファーを使用する場合、それは、標的分子を溶出させる前に、所定の存在するウイルスを不活性化するために使用される。この場合、典型的には、ウイルス不活性化バッファーは、それが洗剤(単数)/洗剤(複数)を含有してもよいか、または異なる特性(pH/導電率/塩およびそれらの量)を有してもよいため、ローディングバッファーとは異なる。 In this case, typically the wash buffer and the loading buffer are the same. If a virus inactivation buffer is used, it is used to inactivate the given viruses present before eluting the target molecule. In this case, typically the virus inactivation buffer is different from the loading buffer because it may contain detergent/detergents or have different properties (pH/conductivity/salts and their amounts).

洗浄はまた、標的分子の溶出後に分離材料から夾雑物を取り除くためにも使用できる。これは、適切な液体、例えばバッファーを、標的分子の溶出後に分離材料を通してまたは分離材料上で通過させることによってなされる。この場合、典型的には、洗浄バッファーはローディングバッファーとは異なる。それは、洗剤(単数)/洗剤(複数)を含有してもよいか、または種々の特性(pH/導電率/塩およびそれらの量)を有してもよい。洗浄バッファーは、例えば酸性バッファーである。 Washing can also be used to remove contaminants from the separation material after elution of the target molecules. This is done by passing a suitable liquid, e.g. a buffer, through or over the separation material after elution of the target molecules. In this case, the washing buffer is typically different from the loading buffer. It may contain detergent/detergents or have different properties (pH/conductivity/salts and their amounts). The washing buffer is for example an acidic buffer.

分離材料から分子(例として、免疫グロブリンGのような関心対象のポリペプチドまたは不純物)を「溶出」させることは、そこから分子を取り除くことを意味する。溶出は、フロースルーモードで直接、標的分子がローディングバッファーの前方側の溶媒で溶出されるとき、またはローディングバッファーとは異なるバッファーが分離材料上のリガンド部位の関心対象の分子と競合するように溶液条件を変更することによって、実行され得る。非限定例は、イオン交換材料の荷電部位に対してバッファーが分子と競合するようにイオン交換材料を取り囲むバッファーのイオン強度を変更することによってイオン交換材料から分子を溶出させることである。 "Eluting" a molecule (e.g., a polypeptide of interest such as immunoglobulin G or an impurity) from a separation material means removing the molecule therefrom. Elution can be performed directly in flow-through mode, when the target molecule is eluted with a solvent in front of the loading buffer, or by changing the solution conditions so that a buffer different from the loading buffer competes with the molecule of interest for the ligand sites on the separation material. A non-limiting example is eluting a molecule from an ion exchange material by changing the ionic strength of the buffer surrounding the ion exchange material so that the buffer competes with the molecule for the charged sites of the ion exchange material.

用語「平均粒径」またはd50は、累積粒子サイズ分布の50%での平均粒子サイズ分布値を意味する。粒子サイズは、レーザー回折によって、好ましくはMalvern ‘Master Sizerを用いて決定される。
用語「平均孔径」は、累積孔径分布の50%での平均孔径分布値を意味する。
用語「フロースルー(flow-through)プロセス」、「フロースルーモード」および「フロースルー操作」は、本明細書で交換可能に使用されるとき、試料中に1以上の不純物とともに含有される少なくとも1の標的分子(例として、Fc領域含有タンパク質または抗体)が、標的分子は大抵結合せずにローディングバッファーとともに分離材料から溶出する(すなわち、フロースルーする)、大抵1以上の不純物を結合させる分離材料を通って流れることが意図される分離技術を指す。
The term "mean particle size" or d50 means the average particle size distribution value at 50% of the cumulative particle size distribution. Particle size is determined by laser diffraction, preferably using a Malvern's Master Sizer.
The term "average pore size" means the average pore size distribution value at 50% of the cumulative pore size distribution.
The terms "flow-through process,""flow-throughmode," and "flow-through operation," as used interchangeably herein, refer to a separation technique in which at least one target molecule (e.g., an Fc region-containing protein or an antibody) contained in a sample along with one or more impurities is intended to flow through a separation material that typically binds one or more impurities, while the target molecule typically is unbound and elutes (i.e., flows through) from the separation material along with the loading buffer.

用語「結合-溶出(bind and elute)モード」および「結合-溶出プロセス」は、本明細書で使用されるとき、試料中に含有される少なくとも1の標的分子(例として、Fc領域含有タンパク質)が、好適な分離材料(例として、イオン交換クロマトグラフィー媒体)に結合し、およびその後ローディングバッファーとは異なるバッファーで溶出される、分離技術を指す。 The terms "bind and elute mode" and "bind and elute process" as used herein refer to a separation technique in which at least one target molecule (e.g., an Fc region-containing protein) contained in a sample binds to a suitable separation material (e.g., an ion exchange chromatography medium) and is then eluted with a buffer different from the loading buffer.

用語「イオン密度」は、本明細書で使用されるとき、所与の分離材料の体積または質量の単位あたりのイオンの数、より具体的には、分離材料の単位体積または質量あたりの所与のタイプのイオン(例として、陽イオンまたは陰イオン)の数を指す。大抵、イオンの数は、所与の分離材料を滴定することで推定される。そのうえ、イオンの量は、分離材料に対する質量または単位体積あたりの当量(eq)で与えられる。 The term "ion density" as used herein refers to the number of ions per unit of volume or mass of a given separation material, more specifically, the number of ions of a given type (e.g., cations or anions) per unit volume or mass of the separation material. Most often, the number of ions is estimated by titrating a given separation material. Moreover, the amount of ions is given in equivalents (eq) per mass or unit volume of the separation material.

用語「導電率」は、本明細書で使用されるとき、大半の材料の固有の特性であって、それがいかに強く電流に抵抗するかまたはこれを伝導させるかを定量化するものを指す。バッファーなどの水溶液において、電流は、荷電したイオンによって運ばれる。導電率は、荷電されたイオンの数、それらが抱える電荷の量およびそれらがいかに速く移動するかによって決定される。ひいては、大半の水溶液については、溶解している塩の濃度が高いほど、導電率が高い。温度を上げることは、イオンをより速く移動させることを実現可能にし、ひいては導電率を増大させる。典型的には、別様に指示されない限り、導電率は室温において定義されている。伝導度の基本単位はシーメンス(S)である。これは、液体の1cm立方体の対向する面の間で測定された、オームで表される抵抗の逆数として定義される。したがって、値は、S/cmにて推定される。 The term "conductivity" as used herein refers to an intrinsic property of most materials that quantifies how strongly it resists or conducts electric current. In aqueous solutions, such as buffers, electric current is carried by charged ions. Conductivity is determined by the number of charged ions, the amount of charge they carry, and how fast they move. Thus, for most aqueous solutions, the higher the concentration of dissolved salts, the higher the conductivity. Increasing the temperature allows the ions to move faster, thus increasing the conductivity. Typically, unless otherwise indicated, conductivity is defined at room temperature. The base unit of conductivity is the Siemens (S). It is defined as the reciprocal of the resistance, expressed in ohms, measured between the opposing faces of a 1 cm cube of liquid. Values are therefore estimated in S/cm.

本発明は、タンパク質グリコフォームを分離または濃縮する方法を提供する。これは、1以上のタンパク質グリコフォームが他のタンパク質グリコフォームからおよび/または試料中の他の不純物から分離されることができるということを意味する。好ましくは、少なくとも1のタンパク質グリコフォームが、少なくとも1の他のグリコフォームから分離され、例として、1の高マンノースグリコフォームが他のタンパク質グリコフォームから分離される。これは、ポリマー鎖が二重結合的に付着したベースマトリックスを含む、樹脂とも呼ばれる、所定の分離材料上のクロマトグラフ分離によってなされる。ポリマー鎖は、アミノ酸およびポリマー化可能な二重結合を含む、モノマーで作られる。 The present invention provides a method for separating or concentrating protein glycoforms. This means that one or more protein glycoforms can be separated from other protein glycoforms and/or from other impurities in a sample. Preferably, at least one protein glycoform is separated from at least one other glycoform, for example one high mannose glycoform is separated from other protein glycoforms. This is done by chromatographic separation on a given separation material, also called a resin, which comprises a base matrix to which polymer chains are double bond-attached. The polymer chains are made of amino acids and monomers that contain polymerizable double bonds.

本発明の方法によって、グリコフォームを分離、濃縮および/または精製することができ、効率的なグリカン種分離を実現可能にする。本発明の特定の側面において、それは、より疎水性でありより速いクリアランスを実証する高マンノースまたは末端マンノース分子を含有するグリカンバリアントを分離するのに有益である。そのうえ、かかるグリカンバリアントは、より高い毒性およびより低い糖タンパク質の有効性に寄与し得る。本発明の別の側面において、それは、フコースを保持する糖タンパク質を分離するのに有益であり、これは抗体依存性細胞介在性細胞傷害(ADCC)活性のよりよい制御を保証する。本発明の他の側面において、それは、グリコシル化されていないがそれ以外の点では標的糖タンパク質と同一であるタンパク質を、除去するのに有益である。 The method of the invention allows glycoforms to be separated, enriched and/or purified, making efficient glycan species separation feasible. In certain aspects of the invention, it is useful for separating glycan variants containing high mannose or terminal mannose molecules, which are more hydrophobic and demonstrate faster clearance. Moreover, such glycan variants may contribute to higher toxicity and lower efficacy of glycoproteins. In another aspect of the invention, it is useful for separating glycoproteins that retain fucose, which ensures better control of antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) activity. In other aspects of the invention, it is useful for removing proteins that are not glycosylated but are otherwise identical to the target glycoprotein.

本発明の一態様において、精製された糖タンパク質は、高マンノースグリカンバリアントを含有しない。本発明の別の態様において、精製された糖タンパク質は、低いレベルの、末端マンノースを持つハイブリッドグリカンバリアントを含有する。本発明の別の態様において、精製された糖タンパク質は、低いレベルの、非フコシル化グリカンバリアントを含有する。本発明の別の態様において、精製された糖タンパク質は、低いレベルの、非グリコシル化タンパク質を含有する。 In one embodiment of the invention, the purified glycoprotein does not contain high mannose glycan variants. In another embodiment of the invention, the purified glycoprotein contains low levels of hybrid glycan variants with terminal mannose. In another embodiment of the invention, the purified glycoprotein contains low levels of non-fucosylated glycan variants. In another embodiment of the invention, the purified glycoprotein contains low levels of non-glycosylated proteins.

本発明の分離材料は、テンタクル様(tentacle-like)構造が付着した、好ましくはグラフトされた基材を含む。 The separation material of the present invention comprises a substrate having attached, preferably grafted, tentacle-like structures.

基材は、ベースマトリックスともまた呼ばれ、グラフト重合反応に利用可能な反応基、とりわけOH基、好ましくは脂肪族のOH基を含有する。基材は、したがって、例えば、有機ポリマーからもまた調製することができる。 The substrate, also called base matrix, contains reactive groups available for the graft polymerization reaction, in particular OH groups, preferably aliphatic OH groups. The substrate can therefore also be prepared, for example, from organic polymers.

このタイプの有機ポリマーは、アガロース、デキストラン、デンプン、セルロース等々などの多糖、または、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(メタクリルアミド)、ポリ(アクリラート)、ポリ(メタクリラート)、親水性置換されたポリ(アルキルアリルエーテル)、親水性置換されたポリ(アルキルビニルエーテル)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(スチレン)および対応するモノマーのコポリマーなどの合成ポリマー、とすることができる。これらの有機ポリマーは、好ましくは、架橋された親水性ネットワークの形態でもまた採用することができる。これは、スチレンおよびジビニルベンゼンから作られたポリマーもまた包含し、これは好ましくは、他の疎水性ポリマーのように、親水化された形態で採用することができる。 Organic polymers of this type can be polysaccharides such as agarose, dextran, starch, cellulose, etc., or synthetic polymers such as poly(acrylamides), poly(methacrylamides), poly(acrylates), poly(methacrylates), hydrophilically substituted poly(alkylaryl ethers), hydrophilically substituted poly(alkylvinyl ethers), poly(vinyl alcohols), poly(styrene) and copolymers of the corresponding monomers. These organic polymers can also be preferably employed in the form of crosslinked hydrophilic networks. This also includes polymers made from styrene and divinylbenzene, which, like other hydrophobic polymers, can preferably be employed in hydrophilized form.

代替的に、シリカ、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、酸化アルミニウム等々、などの無機材料を、基材として採用してもよい。複合材料、すなわち、例えば、磁化可能な粒子または磁化可能なコアの共重合によってそれら自体が磁化することができる粒子を採用することも、同等に可能である。シェルすなわち少なくとも表面またはコーティングがOH基を有する、コア-シェル材料を使用することもまた可能である。 Alternatively, inorganic materials such as silica, zirconium oxide, titanium dioxide, aluminum oxide, etc. may be employed as substrates. It is equally possible to employ composite materials, i.e. particles which themselves can be magnetized, for example by copolymerization of magnetizable particles or magnetizable cores. It is also possible to use core-shell materials, where the shell, i.e. at least the surface or coating, bears OH groups.

しかしながら、本発明に従う材料は、好ましくはアルカリ性のクリーニングまたは再生に、例として、塩基性pHで、延長された使用期間にわたって耐えるべきであるため、加水分解に対して安定であるかまたは困難を伴わなければ加水分解できない親水性の基材の使用が優先される。 However, since the materials according to the invention should preferably withstand alkaline cleaning or regeneration, e.g. at basic pH, over extended periods of use, preference is given to the use of hydrophilic substrates which are hydrolytically stable or cannot be hydrolyzed without difficulty.

ベースマトリックスは、不規則な形状のまたは球形の粒子からなり得、その粒子サイズは2~1000μmの間とすることができる。3~300μmの間の平均粒子サイズが優先され、最も好ましい態様において、平均粒子サイズは20~63μmの間である。
ベースマトリックスは、特に、非多孔性または好ましくは多孔性粒子の形態であり得る。平均孔径は、2~300nmの間とすることができる。5~200nmの間の孔径が優先され、最も好ましい平均孔径は40~110nmの間である。
The base matrix may consist of irregularly shaped or spherical particles, the particle size of which may be between 2 and 1000 μm. Preference is given to an average particle size between 3 and 300 μm, and in the most preferred embodiment the average particle size is between 20 and 63 μm.
The base matrix may in particular be in the form of non-porous or preferably porous particles. The average pore size may be between 2 and 300 nm. Preference is given to pore sizes between 5 and 200 nm, and the most preferred average pore size is between 40 and 110 nm.

ベースマトリックスは、同等にまた、膜、繊維、中空繊維、コーティングまたはモノリシック成形物の形態であってもよい。モノリシック成形物は、好ましくは、多孔性の三次元体、例えば円筒形の形態である。 The base matrix may equally well be in the form of a membrane, a fiber, a hollow fiber, a coating or a monolithic molding. The monolithic molding is preferably in the form of a porous three-dimensional body, for example a cylinder.

好ましい態様において、ベースマトリックスは、グループa)およびb)からの少なくとも1の化合物の共重合によって形成されたコポリマーである、ここで
a)少なくとも1の、式Iで表される親水性置換されたアルキルビニルエーテル
式中、R1、R2、R3は、相互に独立して、HまたはC1~C6アルキル、好ましくはHまたは-CH3、とすることができ、
およびR4は、少なくとも1のヒドロキシル基を抱えたラジカルである、ならびに
b)少なくとも1の、式IIおよび/またはIIIおよび/またはIVに従った架橋剤、ここで、
式中、Xは、2~5個のC原子、好ましくは2または3個のC原子を有する、二価のアルキルラジカルである、ここで、隣接せずかつNのすぐ近傍に位置づけられていない1以上のメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のH原子は、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい、ならびに、
式中、式IIIおよびIVにおけるY1およびY2は、相互に独立して、
C1~C10アルキルまたはシクロアルキルであり、ここで、1以上の非隣接のメチレン基またはNのすぐ近傍に位置づけられていないメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO2、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のH原子は、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよいか、
あるいは、C6~C18アリールであり、ここで、アリール系の中の1以上のHは、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、NH-(C1~C8)-アルキル、N-(C1~C8)-アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい、および、
Aは、2~5個のC原子、好ましくは2または3個のC原子を有する、二価のアルキルラジカルである、ここで、1以上の非隣接のメチレン基またはNのすぐ近傍に位置づけられていないメチレン基は、O、C=O、S、S=O、SO、NH、NOHまたはNによって置き換えられてもよく、および、メチレン基の1以上のHは、相互に独立して、ヒドロキシル基、C1~C6-アルキル、ハロゲン、NH、C5~C10-アリール、NH(C1~C8)アルキル、N(C1~C8)アルキル2、C1~C6-アルコキシまたはC1~C6-アルキル-OHで置換されてもよい。
In a preferred embodiment, the base matrix is a copolymer formed by copolymerization of at least one compound from groups a) and b), where a) at least one hydrophilic substituted alkyl vinyl ether represented by formula I
wherein R1, R2, R3 can be, independently of each other, H or C1-C6 alkyl, preferably H or -CH3;
and R4 is a radical bearing at least one hydroxyl group, and b) at least one crosslinker according to formula II and/or III and/or IV, where
in which X is a divalent alkyl radical having 2 to 5 C atoms, preferably 2 or 3 C atoms, in which one or more methylene groups which are not adjacent and are not located in the immediate vicinity of N may be replaced by O, C═O, S, S═O, SO 2 , NH, NOH or N, and one or more H atoms of the methylene groups may be replaced, independently of one another, by hydroxyl groups, C1-C6-alkyl, halogen, NH 2 , C5-C10-aryl, NH-(C1-C8)-alkyl, N-(C1-C8) -alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH, and
In the formulae III and IV, Y1 and Y2 are each independently
C1-C10 alkyl or cycloalkyl, where one or more non-adjacent methylene groups or methylene groups that are not located in the immediate vicinity of N may be replaced by O, C=O, S, S=O, SO2, NH, NOH or N, and one or more H atoms of a methylene group may be replaced, independently of one another, by a hydroxyl group, a C1-C6-alkyl, a halogen, NH2, a C5 -C10-aryl, an NH-(C1-C8)-alkyl, an N-(C1-C8)-alkyl2 , a C1-C6-alkoxy or a C1-C6-alkyl-OH,
or C6-C18 aryl, where one or more H in the aryl system may be replaced, independently of one another, by hydroxyl group, C1-C6-alkyl, halogen, NH2 , NH-(C1-C8)-alkyl, N-(C1-C8) -alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH, and
A is a divalent alkyl radical having 2 to 5 C atoms, preferably 2 or 3 C atoms, in which one or more non-adjacent methylene groups or methylene groups that are not located in the immediate vicinity of an N may be replaced by O, C═O, S, S═O, SO 2 , NH, NOH or N, and one or more H of a methylene group may be replaced, independently of one another, by a hydroxyl group, C1-C6-alkyl, halogen, NH 2 , C5-C10-aryl, NH(C1-C8)alkyl, N(C1-C8) alkyl2, C1-C6-alkoxy or C1-C6-alkyl-OH.

式IにおけるR4は、典型的には、少なくとも1のヒドロキシル基を抱えたアルキルラジカル、シクロ脂肪族ラジカルまたはアリールラジカルである。 R4 in formula I is typically an alkyl radical, a cycloaliphatic radical, or an aryl radical bearing at least one hydroxyl group.

極めて好ましい態様において、ベースマトリックスは、1,4-ブタンジオールモノビニルエーテル、1,5-ペンタンジオールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテルまたはシクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテルの群から選択して採用される親水性置換されたアルキルビニルエーテルと架橋剤としてのジビニルエチレン尿素(1,3-ジビニルイミダゾリン-2-オン)との共重合により形成される。
好適な市販のビニルエーテルベースの基材の例は、Eshmuno(登録商標), Merck KGaA, Germanyである。
In a highly preferred embodiment, the base matrix is formed by copolymerization of a hydrophilic substituted alkyl vinyl ether taken from the group of 1,4-butanediol monovinyl ether, 1,5-pentanediol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether or cyclohexanedimethanol monovinyl ether with divinylethyleneurea (1,3-divinylimidazolin-2-one) as a crosslinker.
An example of a suitable commercially available vinyl ether-based substrate is Eshmuno®, Merck KGaA, Germany.

分離材料が生成されるように基材の表面へ線状ポリマー鎖が共有結合的に結合されるところ、
a)基材は、好ましくは脂肪族のヒドロキシル基を含有し、
b)ポリマーは、支持材へ共有結合的に結合し、
c)ポリマーは、アミノ酸残基を含有し、
d)ポリマーのモノマー単位は、直線状に連結する。
wherein linear polymer chains are covalently attached to a surface of a substrate such that a separation material is produced;
a) the substrate contains hydroxyl groups, preferably aliphatic;
b) the polymer is covalently attached to the support;
c) the polymer contains amino acid residues;
d) The monomer units of the polymer are linked in a linear fashion.

基材および二重結合的に付着した線状ポリマー鎖を含む実際の分離材料は、様々なやり方で調製することができる。「grafting onto」法の場合、ポリマー鎖はまずモノマーから形成しされなければならず、および第2ステップで表面に結合させられる。「grafting from」法の場合、ポリマー化反応は表面上で開始され、および、グラフトポリマーは個々のモノマーから直接構築される。基材の表面への結合を可能にする他の重合方法もまた採用することができる。 The actual separation material, which comprises a substrate and doubly attached linear polymer chains, can be prepared in a variety of ways. In the "grafting onto" method, the polymer chains must first be formed from monomers and are attached to the surface in a second step. In the "grafting from" method, the polymerization reaction is initiated on the surface and the graft polymer is built up directly from the individual monomers. Other polymerization methods that allow attachment of the substrate to the surface can also be employed.

「grafting from」法が優先され、および、分離で除かなければならない非共有結合的に結合されたポリマーなどの副産物がわずかのみ形成される変法が特に優先される。例えば原子移動フリーラジカル重合(ATRP)の方法などの、制御されたフリーラジカル重合を伴うプロセスは、特に興味深いものと見受けられる。ここでは、開始基が、第1のステップにおいて所望の密度で支持体表面に共有結合される。開始基は、例えば、2-ブロモ-2-メチルプロピオン酸エステルにおけるとおりの、エステル官能基を介して結合されたハロゲン化物である。グラフト重合は、第2のステップにおいて銅(I)塩の存在下で実施される。 Preference is given to the "grafting from" method, and especially to variants in which only small amounts of by-products, such as non-covalently bound polymers, are formed, which must be removed by separation. Processes involving controlled free radical polymerization, such as for example the method of atom transfer free radical polymerization (ATRP), appear to be of particular interest. Here, initiator groups are covalently bound to the support surface with the desired density in a first step. The initiator groups are, for example, halides bound via ester functions, as in 2-bromo-2-methylpropionic acid ester. The graft polymerization is carried out in a second step in the presence of copper(I) salts.

本発明において使用される分離材料の生産のために好適な極めて好ましいワンステップグラフト重合反応は、基材を活性化させることを要することなく、ヒドロキシル含有基材上でセリウム(IV)によって開始することができる。 A highly preferred one-step graft polymerization reaction suitable for the production of the separation materials used in the present invention can be initiated by cerium(IV) on a hydroxyl-containing substrate without the need to activate the substrate.

このセリウム(IV)で開始されるグラフティングは、好ましくは、EP0337144またはUS5,453,186に従って実施される。生産される鎖は、モノマー単位を介して基材に連結される。これを目的に、本発明に従う基材は、モノマーの溶液中に、好ましくは水溶液中に懸濁される。ポリマー材料のグラフティング・オンは、酸素の排除を伴う慣用のレドックス重合の過程でできる。採用されるポリマー化触媒はセリウム(IV)イオンであり、それはこの触媒が基材の表面上にフリーラジカル部位を形成し、そこからモノマーの重合が開始するからである。この反応は、通常、希薄鉱酸中において実施される。このグラフト重合を実施するために、酸は、大抵、1~0.00001mol/l、好ましくは0.1~0.001mol/lの範囲内の濃度の水溶液において採用される。希硝酸の使用が特に極めて優先され、0.1~0.001mol/lの濃度において採用される。 The cerium(IV)-initiated grafting is preferably carried out according to EP 0 337 144 or US 5,453,186. The chains produced are linked to the substrate via monomer units. For this purpose, the substrate according to the invention is suspended in a solution of monomers, preferably in an aqueous solution. The grafting-on of the polymeric material can be carried out in the course of a conventional redox polymerization with the exclusion of oxygen. The polymerization catalyst employed is the cerium(IV) ion, since this catalyst forms free radical sites on the surface of the substrate, from which the polymerization of the monomers is initiated. The reaction is usually carried out in dilute mineral acid. To carry out the graft polymerization, the acid is usually employed in aqueous solution, with a concentration in the range of 1 to 0.00001 mol/l, preferably 0.1 to 0.001 mol/l. Particular preference is given to the use of dilute nitric acid, employed in a concentration of 0.1 to 0.001 mol/l.

本発明に従う分離用材料の調製のために、モノマーは、通常、基材に対して過剰量で添加される。典型的には、堆積したポリマー材料のリットルあたり0.05~100molの総モノマーが採用され、好ましくは0.05~25mol/lが採用される。 For the preparation of separation materials according to the invention, the monomers are usually added in excess relative to the substrate. Typically, 0.05 to 100 mol of total monomer per liter of deposited polymeric material is employed, preferably 0.05 to 25 mol/l.

セリウム塩が関与する終止反応によって、重合は終了する。この理由のため、(平均)鎖長は、基材、開始剤およびモノマーの濃度比に影響され得る。さらに、均一のモノマーか、または異なるモノマーの混合物をも採用することができ;後者の場合には、グラフトコポリマーが形成される。 The polymerization is terminated by a termination reaction involving the cerium salt. For this reason, the (average) chain length can be influenced by the concentration ratio of substrate, initiator and monomer. Furthermore, homogeneous or even mixtures of different monomers can be employed; in the latter case, graft copolymers are formed.

本発明において使用される分離材料の調製のために好都合に使用されるモノマーは、式V
に従うものであり、
ただし式中、R、RおよびYは、互いに独立してHまたはCH、好ましくはHである。
は、-CHCOOMRであり、
ただし式中、Rは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、好ましくはイソプロピルおよびイソブチル、極めて好ましくはイソブチル、といったC1~C4アルキルであるか、またはC1~C4ペルフルオロアルキルであり、
および、Mは、H、Na、K、またはNH である。
The monomers conveniently used for the preparation of the separation materials used in the present invention are represented by the formula V
This is in accordance with
wherein R 1 , R 2 and Y are each independently H or CH 3 , preferably H.
R3 is -CHCOOMR4 ,
wherein R 4 is C1-C4 alkyl, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, preferably isopropyl and isobutyl, very preferably isobutyl, or C1-C4 perfluoroalkyl;
and M is H, Na, K, or NH4 + .

ペルフルオロアルキルは、アルキル残基のすべてのH原子がF原子で置換されているということを意味する。
例示の好ましい式Vの構造は、Va
ただし式中、R、RおよびYは、Hであり、
は、-CHCOOMRであり、
ただし式中、Rは、イソプロピルであり、
および、Mは、Hである、
ならびに式Vb
ただし式中、R、RおよびYは、Hであり、
は、-CHCOOMRであり、
ただし式中、Rは、イソブチルであり、
および、Mは、Hである、
である。
Perfluoroalkyl means that all H atoms in the alkyl residue are replaced with F atoms.
Exemplary preferred structures of formula V are
In the formula, R 1 , R 2 and Y are H;
R3 is -CHCOOMR4 ,
wherein R 4 is isopropyl;
and M is H;
And formula Vb
In the formula, R 1 , R 2 and Y are H;
R3 is -CHCOOMR4 ,
In the formula, R4 is isobutyl;
and M is H;
It is.

かかるモノマーはまた、アクリロイルバリン(式Va)、アクリロイルロイシン(式Vb)、アクリロイルアラニン、アクリロイルノルロイシン、メタクリロイルバリン、メタクリロイルロイシン、メタクリロイルアラニン、メタクリロイルノルロイシン、ジメタクリロイルバリン、ジメタクリロイルロイシン、ジメタクリロイルアラニン、ジメタクリロイルノルロイシン、としても記載できるところ、アクリロイルバリンおよびアクリロイルロイシンが好ましく、アクリロイルロイシンがとくに好ましい。 Such monomers may also be described as acryloyl valine (formula Va), acryloyl leucine (formula Vb), acryloyl alanine, acryloyl norleucine, methacryloyl valine, methacryloyl leucine, methacryloyl alanine, methacryloyl norleucine, dimethacryloyl valine, dimethacryloyl leucine, dimethacryloyl alanine, dimethacryloyl norleucine, with acryloyl valine and acryloyl leucine being preferred, and acryloyl leucine being especially preferred.

本発明の方法において使用される分離材料は、好ましくは、式Vに従うモノマーから構築された基材上にグラフトされたテンタクル様の線状ポリマー構造のみを含有する。好ましくは、それらは、式Vに従う1のタイプのモノマーのみにより構築された線状ポリマーを含有する。 The separation materials used in the method of the present invention preferably contain only tentacle-like linear polymer structures grafted onto a substrate constructed from monomers according to formula V. Preferably, they contain linear polymers constructed only by one type of monomer according to formula V.

しかし、線状ポリマーは、式Vに従う2以上の異なるモノマーの共重合によって線状ポリマーが構築されるということもまた可能である。線状ポリマーは、式Vに従う1以上の異なるモノマー、および1以上のその他の重合可能なモノマー(他のアクリルアミド、メタクリラート、アクリラート、官能化(例として、イオン基、親水基または疎水基で)されたメタクリラート等々、といったもの)の共重合によって構築されるということもまた可能である。 However, it is also possible that a linear polymer is constructed by copolymerization of two or more different monomers according to formula V. It is also possible that a linear polymer is constructed by copolymerization of one or more different monomers according to formula V and one or more other polymerizable monomers, such as other acrylamides, methacrylates, acrylates, methacrylates functionalized (e.g., with ionic, hydrophilic or hydrophobic groups), etc.

本発明に従う分離材料の例示的な構造が、図2および3に示されている。図2は、クリロイルロイシンモノマーの重合によって構築された線状ポリマーで官能化された基材(点)を示す。加えて、明確化のために、各ポリマー単位のカルボキシアルキル末端基が示されている。図3は、アクリロイルバリンモノマーの重合によって構築された線状ポリマーで官能化された基材(点)を示す。加えて、明確化のために、各ポリマー単位のカルボキシアルキル末端基が示されている。 Exemplary structures of separation materials according to the present invention are shown in Figures 2 and 3. Figure 2 shows a substrate (dots) functionalized with a linear polymer constructed by polymerization of acryloyl leucine monomers. Additionally, for clarity, the carboxyalkyl end groups of each polymer unit are shown. Figure 3 shows a substrate (dots) functionalized with a linear polymer constructed by polymerization of acryloyl valine monomers. Additionally, for clarity, the carboxyalkyl end groups of each polymer unit are shown.

好ましい態様において、本発明の方法において使用される分離材料は、10~1200μeq/gの範囲にわたる各種様々な量のイオン密度帯のイオン交換材料であり、ここで、より好ましい態様において、イオン密度帯は400~900μeq/gの間である。
好ましい態様において、イオン交換材料は、イオン交換官能基および疎水性官能基を含有することができ、ここで、より好ましい態様においては、ポリマー鎖中に構築されている1のモノマーの単位(monomeric unit)から結果として生じた単一の表面機能的単位(surface functional unit)の上に両方の官能基があり、ここで、最も好ましい態様において、官能基はアミノ酸残基の一部である。
In a preferred embodiment, the separation material used in the method of the present invention is an ion exchange material of various amounts of ion density bands ranging from 10 to 1200 μeq/g, where in a more preferred embodiment the ion density bands are between 400 and 900 μeq/g.
In a preferred embodiment, the ion exchange material can contain an ion exchange functional group and a hydrophobic functional group, where in a more preferred embodiment both functional groups are on a single surface functional unit resulting from one monomeric unit built into a polymer chain, where in a most preferred embodiment the functional group is part of an amino acid residue.

典型的には、上に記載の分離材料を含むクロマトグラフィーカラムが、本発明に従う方法において使用される。クロマトグラフィーカラムは、当業者に知られている。それらは、典型的には、分離材料で満たされた円筒形のチューブもしくはカートリッジ、ならびにフィルターおよび/またはチューブもしくはカートリッジ中に分離材料を固定するための手段、およびチューブの内外への溶媒送達のための接続を含む。クロマトグラフィーカラムのサイズは、アプリケーション、例として、分析または分取、に依存して様々である。クロマトグラフィーカラムはまた、膜含有カートリッジ(membrane containing cartridge)とすることもできる。 Typically, chromatography columns comprising the separation material described above are used in the method according to the invention. Chromatography columns are known to those skilled in the art. They typically comprise a cylindrical tube or cartridge filled with the separation material, as well as a filter and/or a means for fixing the separation material in the tube or cartridge, and a connection for solvent delivery into and out of the tube. The size of the chromatography column varies depending on the application, e.g. analytical or preparative. The chromatography column can also be a membrane containing cartridge.

本発明の方法において使用される材料はまた、分離エフェクター(separation effectors)を提供された基材としても記載できる。それらは、1以上の標的構成成分の選択的、部分的に選択的または非選択的な結合もしくは吸着のために、試料液の外への分離を狙いとして、あるいは、1以上の二次的な構成成分の選択的、部分的に選択的または非選択的な結合もしくは吸着のために、マトリックスの外への二次的な構成成分の分離、天然源からの生体高分子の単離、濃縮および/または枯渇、組換え的な入手源からの生体高分子の単離、濃縮および/または枯渇、タンパク質またはポリペプチドの単離、濃縮および/または枯渇、モノクローナルおよびポリクローナル抗体の単離、濃縮および/または枯渇、ウイルスの単離、濃縮および/または枯渇、宿主細胞タンパク質の単離、濃縮および/または枯渇、あるいは糖タンパク質の単離、濃縮および/または枯渇を狙いとして、使用することができる。好ましい標的分子は、糖タンパク質である。 The materials used in the method of the invention can also be described as substrates provided with separation effectors. They can be used for selective, partially selective or non-selective binding or adsorption of one or more target components, aiming at their separation out of the sample liquid, or for selective, partially selective or non-selective binding or adsorption of one or more secondary components, aiming at the separation of secondary components out of the matrix, isolation, enrichment and/or depletion of biopolymers from natural sources, isolation, enrichment and/or depletion of biopolymers from recombinant sources, isolation, enrichment and/or depletion of proteins or polypeptides, isolation, enrichment and/or depletion of monoclonal and polyclonal antibodies, isolation, enrichment and/or depletion of viruses, isolation, enrichment and/or depletion of host cell proteins or isolation, enrichment and/or depletion of glycoproteins. Preferred target molecules are glycoproteins.

標的分子は、試料からの1以上の他の物質から分離され、ここで、標的分子を含む試料は液体中に溶解させられ、これが本発明に従う材料と接触させられる。接触時間は、大抵、30秒~24時間の範囲内である。それは、本発明に従う分離材料を含有するクロマトグラフィーカラムを通して液体を通過させることによって液体クロマトグラフィーの原理に従って働くのに有利である。液体は、単にその重力を通じて、またはポンプの手段によってこれを通って送り出されることで、カラムを通り抜けることができる。 The target molecule is separated from one or more other substances from a sample, in which the sample containing the target molecule is dissolved in a liquid, which is brought into contact with the material according to the invention. The contact time is usually in the range of 30 seconds to 24 hours. It is advantageous to work according to the principle of liquid chromatography by passing the liquid through a chromatography column containing the separation material according to the invention. The liquid can pass through the column simply through its gravity or by being pumped through it by means of a pump.

代替の方法は、バッチクロマトグラフィーであり、そこでは標的分子または生体高分子が分離材料に結合することができるようになるために必要な長さの時間だけ、攪拌もしくは振とうによって液体と混合される。同じように、分離させる液体を、例えば、分離材料を含む懸濁液中へと導入することによって、クロマトグラフ流動床の原理に従って働くことが可能であり、ここで、分離材料は、その高い密度および/または磁性コアのために所望の分離に好適となるように選択される。 An alternative method is batch chromatography, in which the target molecules or biopolymers are mixed with the liquid by stirring or shaking for the length of time required to allow them to bind to the separation material. Similarly, it is possible to work according to the principle of a chromatographic fluidized bed by introducing the liquid to be separated into, for example, a suspension containing the separation material, where the separation material is selected to be suitable for the desired separation due to its high density and/or magnetic core.

クロマトグラフプロセスが結合-溶出モードで稼働させられる場合、標的分子は、分離材料に結合する。分離材料は、その後洗浄バッファーで洗浄されることができ、これは、好ましくは、標的分子が分離材料と中で接触させられる液体と同じイオン強度および同じpHを有する。洗浄バッファーは、分離材料に結合しないすべての物質を取り除く。標的分子を脱離させることなしに、他の好適なバッファーでのさらなる洗浄ステップがこれに続いてもよい。結合した標的分子の脱離は、溶離液におけるイオン強度を変えることによっておよび/または溶離液におけるpHを変えることによっておよび/または溶媒を変えることによって実施される。標的分子は、よって、溶離液中で精製および濃縮された形態で得られる。標的分子は、大抵、70%~99%の、好ましくは85%~99%、特に好ましくは90%~99%の純度を、脱離後に有する。 If the chromatographic process is operated in bind-elute mode, the target molecules bind to the separation material. The separation material can then be washed with a wash buffer, which preferably has the same ionic strength and the same pH as the liquid in which the target molecules are brought into contact with the separation material. The wash buffer removes all substances that do not bind to the separation material. This may be followed by a further wash step with another suitable buffer, without desorbing the target molecules. Desorption of the bound target molecules is carried out by changing the ionic strength in the eluent and/or by changing the pH in the eluent and/or by changing the solvent. The target molecules are thus obtained in purified and concentrated form in the eluent. The target molecules usually have a purity of 70% to 99%, preferably 85% to 99%, particularly preferably 90% to 99%, after desorption.

1種よりも多い標的分子を分離または精製するために上記の結合-溶出プロセスを使用することもまた可能であり、そうすると、標的分子のグループが分離材料へ結合し、および上記のとおり1以上の不純物から分離される。 It is also possible to use the above bind-elute process to separate or purify more than one target molecule, whereby a group of target molecules binds to the separation material and is separated from one or more impurities as described above.

しかしながら、クロマトグラフプロセスがフロースルーモードで稼働させられる場合であれば、標的分子または異なるタイプの標的分子のグループは液体中に残り、しかし他の付随する物質が分離材料へ結合する。標的分子は、次いで、通過した流れ(through-flow)の中のカラム溶離液を集めることによって直接得られる。当業者が特定の生体高分子を分離用材料に結合させるためにいかにして条件、特にpHおよび導電率を適応させなければならないか、あるいは、標的分子を結合させない精製のタスクにとってそれが有利であるか否かは、当業者の知るところである。 However, if the chromatographic process is operated in flow-through mode, the target molecule or a group of different types of target molecules remains in the liquid, but other accompanying substances bind to the separation material. The target molecule is then directly obtained by collecting the column eluate in the through-flow. It is within the skill of the art to know how the conditions, especially pH and conductivity, must be adapted to bind a particular biopolymer to the separation material, or whether it is advantageous for the purification task not to bind the target molecule.

本発明は、好ましくは、糖タンパク質の分離および精製のための上に記載の分離材料の使用、ならびに、分離材料を、1以上の糖タンパク質を含む試料と、好ましくは酸性条件下で、接触させることを含む、液体クロマトグラフィーによる糖タンパク質の分離および/または精製のための方法に向けられる。 The present invention is preferably directed to the use of the above-described separation material for the separation and purification of glycoproteins, as well as to a method for the separation and/or purification of glycoproteins by liquid chromatography, comprising contacting the separation material with a sample containing one or more glycoproteins, preferably under acidic conditions.

予想外なことに、我々は、本発明に従うイオン交換材料が、>10mg糖タンパク質/ml材料のキャパシティで効率的なグリカン種分離を実現可能にするグリコフォームの分離または濃縮のために使用できるということを見出しており、より好ましい態様において、キャパシティは10~80mg/mlの間である。そのうえ、この革新的なイオン交換材料は、高い導電率>5mS/cmにおいて使用することができ、より好ましい態様において、導電率は5~60mS/cmの間である。 Unexpectedly, we have found that the ion exchange material according to the invention can be used for glycoform separation or concentration enabling efficient glycan species separation at capacities of >10 mg glycoprotein/ml material, in more preferred embodiments, capacities between 10-80 mg/ml. Moreover, this innovative ion exchange material can be used at high conductivities >5 mS/cm, in more preferred embodiments, conductivities between 5-60 mS/cm.

驚くべきことに、高マンノース含有バリアント、末端マンノース含有バリアント、フコース含有バリアントおよびグリコシル化非含有バリアントを包含するグリカンバリアントを分離および濃縮することが、好ましくは4~7から9を上回るpHまでのpH変化を使用して、好ましくは9~11の間のpHまで、最も好ましくはpH10まででの勾配またはステップモードにて可能であった。加えて、この分離材料の適用は、アフィニティークロマトグラフィーモードと比較して有意な経済的な利点を示し、および、アニオン交換モードと比較してより広い選択性および向上したパフォーマンスを実現可能にした。 Surprisingly, it was possible to separate and concentrate glycan variants, including high mannose-containing variants, terminal mannose-containing variants, fucose-containing variants and glycosylation-free variants, preferably using a pH change from 4-7 to a pH above 9, preferably in gradient or step mode at a pH between 9-11, most preferably up to pH 10. In addition, the application of this separation material showed significant economic advantages compared to affinity chromatography mode and enabled wider selectivity and improved performance compared to anion exchange mode.

さらに、適用は、異なるグリカンバリアント種の分離に限られず、グリコシル化非含有バリアントを、グリコシル化されたものから、取り除くためにも使用することができる。 Furthermore, the application is not limited to the separation of different glycan variant species, but can also be used to remove non-glycosylated variants from the glycosylated ones.

加えて、この材料の適用は、結合-溶出アプリケーションに限られず、フロースルーモードにおいても使用することができ、pH<6および/または高い導電率(>20mS/cm)を有するバッファーを使用したイオン交換材料上へのより高マンノース含有種またはより高い末端マンノース含有のグリカンバリアントの吸着を結果的にもたらす。さらに、驚くべきことに、第一義的に材料に共有結合的に付着したアミノ酸からなるものであるこのイオン交換材料のみが、グリカン種に対する必要な選択性を有し、より好ましい態様において、これらのアミノ酸はバリンまたはロイシン(それらの組み合わせおよび誘導体を包含する)であり、最も好ましいものはロイシンである。 In addition, the application of this material is not limited to bind-elute applications, but can also be used in flow-through mode, resulting in the adsorption of higher mannose-containing species or higher terminal mannose-containing glycan variants onto the ion-exchange material using buffers with pH<6 and/or high conductivity (>20 mS/cm). Moreover, surprisingly, only this ion-exchange material, which consists primarily of amino acids covalently attached to the material, has the required selectivity for glycan species, in a more preferred embodiment these amino acids being valine or leucine (including combinations and derivatives thereof), most preferably leucine.

さらに、本発明は、再生することができ、および、広範な操作帯(operation window)、例として、pH3~10;導電率5~60mS/cm、において適用可能である、クロマトグラフィーベースの糖タンパク質精製ステップを提供する。
好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するための結合-溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用される。
Furthermore, the present invention provides a chromatography-based glycoprotein purification step that is regenerative and applicable over a wide operation window, e.g., pH 3-10; conductivity 5-60 mS/cm.
In a preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for the glycoprotein purification process in bind-elute mode to separate glycan species.

好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するための結合-溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、操作帯(operation window)のスパンはpH2~10の間であり、より好ましい態様においてpHは4~7の間である。
好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するための結合-溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、結合した構成成分を回収するために溶媒pH溶出が使用される。
In a preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in bind-elute mode to separate glycan species, where the operation window spans between pH 2-10, and in a more preferred embodiment the pH is between 4-7.
In a preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in bind-elute mode to separate glycan species, where a solvent pH elution is used to recover the bound components.

好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するための結合-溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、結合帯(binding window)のスパンは、10mg糖タンパク質/ml材料~100mg糖タンパク質/ml材料の間であり、より好ましい態様において結合帯のスパンは20mg糖タンパク質/ml材料~80mg糖タンパク質/ml材料の間である。 In a preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in bind-elute mode to separate glycan species, where the binding window spans between 10 mg glycoprotein/ml material and 100 mg glycoprotein/ml material, and in a more preferred embodiment the binding window spans between 20 mg glycoprotein/ml material and 80 mg glycoprotein/ml material.

好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するための結合-溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、導電率帯のスパンは5~60mS/cmの間であり、より好ましい態様において導電率範囲は15~35mS/cmの間である。 In a preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in bind-elute mode to separate glycan species, where the conductivity band span is between 5-60 mS/cm, and in a more preferred embodiment the conductivity range is between 15-35 mS/cm.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するフロースルーモードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、低マンノース含有種は、フロースルー中にあり、より高マンノース含有種は、分離材料に結合する。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in a flow-through mode to separate glycan species, where the low mannose-containing species are in the flow-through and the higher mannose-containing species bind to the separation material.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するフロースルーモードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、非ハイブリッド種は、フロースルー中にあり、ハイブリッド(例として、末端マンノース含有)種は、分離材料に結合する。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in flow-through mode to separate glycan species, where non-hybrid species are in the flow-through and hybrid (e.g., terminal mannose-containing) species bind to the separation material.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するフロースルーモードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、低フコシル化種は、フロースルー中にあり、高フコシル化含有種は、分離材料に結合する。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in a flow-through mode to separate glycan species, where the low fucosylation species are in the flow-through and the high fucosylation-containing species bind to the separation material.

別の好ましい態様において本発明の方法は、
a)本発明において使用されるイオン交換材料を含むクロマトグラフィーカラムへ、グリコフォームの少なくとも1つが高マンノースグリコフォームであるタンパク質グリコフォームの混合物を含む試料を適用すること、
b)フロースルー中に少なくとも1の高マンノースグリコフォームを分離および溶出させること、
c)分離材料から結合したグリコフォームを溶出させること、ここで、それによって溶出するグリコフォームでは高マンノースグリコフォームが低減する、を含む。
In another preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) applying to a chromatography column comprising an ion exchange material used in the present invention a sample comprising a mixture of protein glycoforms, at least one of the glycoforms being a high mannose glycoform;
b) separating and eluting at least one high mannose glycoform in the flow-through;
c) eluting bound glycoforms from the separated material, whereby the eluted glycoforms are depleted in high mannose glycoforms.

別の好ましい態様において本発明の方法は、
a)本発明において使用されるイオン交換材料を含むクロマトグラフィーカラムへ、グリコフォームの少なくとも1つが高マンノースグリコフォームであるタンパク質グリコフォームの混合物を含む試料を適用すること、ここで、少なくとも1の高マンノースグリコフォームが、また典型的には他のタンパク質グリコフォームも、分離材料へ結合する、
b)溶出バッファーと分離材料を接触させること、ここで、それによって高マンノースグリコフォームとは異なる1以上のグリコフォームが溶出し、一方で少なくとも1の高マンノースグリコフォームが分離材料に結合したままとなる、
c)任意に、典型的には第1の溶出バッファーとは異なるものである第2の溶出バッファーと分離材料を接触させ、およびこれにより少なくとも1の高マンノースグリコフォームを溶出させること、を含む。
In another preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) applying a sample comprising a mixture of protein glycoforms, at least one of the glycoforms being a high mannose glycoform, to a chromatography column comprising an ion exchange material used in the present invention, where at least one of the high mannose glycoforms, and typically also other protein glycoforms, bind to the separation material;
b) contacting the separated material with an elution buffer, whereby one or more glycoforms distinct from the high mannose glycoforms are eluted, while at least one high mannose glycoform remains bound to the separated material;
c) optionally contacting the separated material with a second elution buffer, which is typically different from the first elution buffer, and thereby eluting at least one high mannose glycoform.

この態様において、ステップb)において得られる溶出液では、ステップa)において適用された試料と比較して高マンノースグリコフォームが低減し、および、ステップc)において得られる溶出液では濃縮される。上記のとおりのフロースルーまたは結合溶出において分離されるマンノースグリコフォームは、好ましくは、異なるマンノシル化の程度を有する抗体であるか、または、異なるマンノシル化の程度のタンパク質を抱えるウイルスおよび/もしくはウイルスカプシドである。 In this embodiment, the high mannose glycoforms are reduced in the eluate obtained in step b) compared to the sample applied in step a) and enriched in the eluate obtained in step c). The mannose glycoforms separated in the flow-through or binding elution as described above are preferably antibodies with different degrees of mannosylation or viruses and/or viral capsids carrying proteins with different degrees of mannosylation.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、糖タンパク質形態を含むウイルスおよび/またはウイルス粒子を、他のタイプの糖タンパク質を含むかまたは糖タンパク質を含まないウイルスおよび/またはウイルス粒子から分離するためのフロースルーにおけるかまたは結合溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用される。好ましくは、分離は、グリカン構造中に存在するマンノースの異なる量に基づいて起こる。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in flow-through or in bind-elute mode to separate viruses and/or virus particles containing glycoprotein forms from viruses and/or virus particles containing other types of glycoproteins or not containing glycoproteins. Preferably, the separation occurs based on the different amounts of mannose present in the glycan structures.

別の好ましい態様において本発明の方法は、
a)本発明において使用されるイオン交換材料を含むクロマトグラフィーカラムへ、グリコフォームの少なくとも1つが末端マンノースグリコフォームであるタンパク質グリコフォームの混合物を含む試料を適用すること、ここで、少なくとも1の末端マンノースグリコフォームが、また典型的には他のタンパク質グリコフォームも、分離材料へ結合する、
b)溶出バッファーと分離材料を接触させること、ここで、それによって末端マンノースグリコフォームとは異なる1以上のグリコフォームが溶出し、一方で少なくとも1の末端マンノースグリコフォームが分離材料に結合したままとなる、
c)任意に、典型的には第1の溶出バッファーとは異なるものである第2の溶出バッファーと分離材料を接触させ、およびこれにより少なくとも1の末端マンノースグリコフォームを溶出させること、を含む。
In another preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) applying to a chromatography column comprising an ion exchange material used in the present invention a sample comprising a mixture of protein glycoforms, at least one of the glycoforms being a terminal mannose glycoform, wherein at least one of the terminal mannose glycoforms, and typically also other protein glycoforms, binds to the separation material;
b) contacting the separated material with an elution buffer, whereby one or more glycoforms different from the terminal mannose glycoform are eluted, while at least one terminal mannose glycoform remains bound to the separated material;
c) optionally contacting the separated material with a second elution buffer, which is typically different from the first elution buffer, and thereby eluting at least one terminal mannose glycoform.

この態様において、ステップb)において得られる溶出液では、ステップa)において適用された試料と比較して末端マンノースグリコフォームが低減し、および、ステップc)において得られる溶出液では濃縮される。上記のとおりのフロースルーまたは結合溶出において分離される末端マンノースグリコフォームは、好ましくは、異なるマンノシル化の程度を有する抗体であるか、または、異なるマンノシル化の程度のタンパク質を抱えるウイルスおよび/もしくはウイルスカプシドである。 In this embodiment, the terminal mannose glycoforms are reduced in the eluate obtained in step b) compared to the sample applied in step a) and enriched in the eluate obtained in step c). The terminal mannose glycoforms separated in the flow-through or binding elution as described above are preferably antibodies with different degrees of mannosylation or viruses and/or viral capsids carrying proteins with different degrees of mannosylation.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、糖タンパク質形態を含むウイルスおよび/またはウイルス粒子を、他のタイプの糖タンパク質を含むかまたは糖タンパク質を含まないウイルスおよび/またはウイルス粒子から分離するためのフロースルーにおけるかまたは結合溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用される。好ましくは、分離は、グリカン構造中に存在する末端マンノースの異なる量に基づいて起こる。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in flow-through or in bind-elute mode to separate viruses and/or virus particles containing glycoprotein forms from viruses and/or virus particles containing other types of glycoproteins or not containing glycoproteins. Preferably, the separation occurs based on the different amounts of terminal mannose present in the glycan structures.

別の好ましい態様において本発明の方法は、
a)本発明において使用される分離材料を含むクロマトグラフィーカラムへ、グリコフォームの少なくとも1つがフコースを持っているグリコフォームであるタンパク質グリコフォームの混合物を含む試料を適用すること、ここで、少なくとも1の、フコースを持っているグリコフォームが、また典型的には他のタンパク質グリコフォームも、分離材料へ結合する、
b)溶出バッファーと分離材料を接触させること、ここで、それによって、フコースを持っていないグリコフォームとは異なる1以上のグリコフォームが溶出し、一方で少なくとも1の、フコースを持っているグリコフォームが、分離材料に結合したままとなる、
c)任意に、典型的には第1の溶出バッファーとは異なるものである第2の溶出バッファーと分離材料を接触させ、およびこれにより、少なくとも1の、フコースを持っていないグリコフォームを溶出させること、を含む。
In another preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) applying to a chromatography column comprising a separation material used in the present invention a sample comprising a mixture of protein glycoforms, at least one of the glycoforms being a fucose-bearing glycoform, wherein at least one of the fucose-bearing glycoforms, and typically also other protein glycoforms, binds to the separation material;
b) contacting the separated material with an elution buffer, whereby one or more glycoforms distinct from the glycoforms that do not have fucose are eluted, while at least one glycoform that has fucose remains bound to the separated material;
c) optionally contacting the separated material with a second elution buffer, which is typically different from the first elution buffer, and thereby eluting at least one glycoform that does not have fucose.

この態様において、ステップb)において得られる溶出液では、ステップa)において適用された試料と比較してフコースを持っていないグリコフォームが低減し、および、ステップc)において得られる溶出液では濃縮される。上記のとおりのフロースルーまたは結合溶出において分離される、フコースを持っているグリコフォームは、好ましくは、異なるフコシル化の程度を有する抗体であるか、または、異なるフコシル化の程度のタンパク質を抱えるウイルスおよび/もしくはウイルスカプシドである。 In this embodiment, the eluate obtained in step b) is depleted of fucose-free glycoforms compared to the sample applied in step a) and is enriched in the eluate obtained in step c). The fucose-containing glycoforms separated in the flow-through or binding elution as described above are preferably antibodies with different degrees of fucosylation or viruses and/or viral capsids carrying proteins with different degrees of fucosylation.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、糖タンパク質形態を含むウイルスおよび/またはウイルス粒子を、他のタイプの糖タンパク質を含むかまたは糖タンパク質を含まないウイルスおよび/またはウイルス粒子から分離するためのフロースルーにおけるかまたは結合溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用される。好ましくは、分離は、グリカン構造中に存在するフコースの異なる量に基づいて起こる。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in flow-through or in bind-elute mode to separate viruses and/or virus particles containing glycoprotein forms from viruses and/or virus particles containing other types of glycoproteins or not containing glycoproteins. Preferably, the separation occurs based on the different amounts of fucose present in the glycan structures.

別の好ましい態様において本発明の方法は、
a)グリカンを持つおよびグリカンなしのタンパク質の混合物を含む試料を適用すること、ここで、グリカンを持つタンパク質の少なくとも1つ、タンパク質グリコフォームが、本発明において使用される分離材料を含むクロマトグラフィーカラムへ結合する、
b)溶出バッファーと分離材料を接触させること、ここで、それによって少なくとも1の、グリカンを持つタンパク質が溶出し、一方で、少なくとも1の、グリカンなしのものが、分離材料に結合したままとなる、
c)任意に、典型的には第1の溶出バッファーとは異なるものである第2の溶出バッファーと分離材料を接触させ、およびこれにより、少なくとも1の、グリカンなしのものを溶出させること、を含む。
In another preferred embodiment, the method of the present invention comprises the steps of:
a) applying a sample comprising a mixture of glycan-bearing and glycan-free proteins, where at least one of the glycan-bearing proteins, the protein glycoform, binds to a chromatography column comprising the separation material used in the present invention;
b) contacting the separated material with an elution buffer, whereby at least one protein bearing glycans is eluted, while at least one protein without glycans remains bound to the separated material;
c) optionally contacting the separated material with a second elution buffer, typically different from the first elution buffer, and thereby eluting at least one free glycan.

この態様において、ステップb)において得られる溶出液では、ステップa)において適用された試料と比較して、グリコフォームを持っているタンパク質が濃縮され、および、ステップc)において得られる溶出液では低減する。上記のとおりのフロースルーまたは結合溶出において分離されるグリコフォームは、好ましくは、異なるグリコシル化の程度を有する抗体であるか、または、異なるグリコシル化の程度のタンパク質を抱えるウイルスおよび/もしくはウイルスカプシドである。 In this embodiment, proteins carrying glycoforms are enriched in the eluate obtained in step b) and depleted in the eluate obtained in step c) compared to the sample applied in step a). The glycoforms separated in the flow-through or binding elution as described above are preferably antibodies with different degrees of glycosylation or viruses and/or viral capsids carrying proteins with different degrees of glycosylation.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、糖タンパク質形態を含むウイルスおよび/またはウイルス粒子を、他のタイプの糖タンパク質を含むかまたは糖タンパク質を含まないウイルスおよび/またはウイルス粒子から分離するためのフロースルーにおけるかまたは結合溶出モードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用される。好ましくは、分離は、グリカン構造中に存在するグリコシル化の異なる量に基づいて起こる。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in flow-through or in bind-elute mode to separate viruses and/or virus particles containing glycoprotein forms from viruses and/or virus particles containing other types of glycoproteins or not containing glycoproteins. Preferably, the separation occurs based on the different amounts of glycosylation present in the glycan structures.

別の好ましい態様において、本発明において使用されるイオン交換材料は、クロマトグラフィーカラム中へと組み込まれて、グリカン種を分離するフロースルーモードにおける糖タンパク質精製プロセスのために使用され、ここで、グリコシル化を含有するタンパク質は、フロースルー中にあり、グリコシル化を含有しないタンパク質は、分離材料に結合する。 In another preferred embodiment, the ion exchange material used in the present invention is incorporated into a chromatography column and used for a glycoprotein purification process in a flow-through mode to separate glycan species, where proteins containing glycosylation are in the flow-through and proteins not containing glycosylation bind to the separation material.

好ましい態様において、イオン交換材料は、1~200μmの範囲にわたる様々な粒子サイズにすることができるところ、より好ましい態様において、平均粒子サイズは、20~63μmの間である。
好ましい態様において、本発明に従うイオン交換材料は、4~1500nmの範囲にわたる様々な孔径を有するものとできるところ、より好ましい態様において、平均孔径は、10~120nmの間であり、および最も好ましい態様において、平均孔径は、40~110nmの間である。
In a preferred embodiment, the ion exchange material can be of various particle sizes ranging from 1 to 200 μm, and in a more preferred embodiment, the average particle size is between 20 and 63 μm.
In a preferred embodiment, the ion exchange material according to the present invention may have a variety of pore sizes ranging from 4 to 1500 nm, in a more preferred embodiment the average pore size is between 10 and 120 nm, and in a most preferred embodiment the average pore size is between 40 and 110 nm.

本発明の方法は、非常に柔軟である。ふさわしいクロマトグラフィーモード(結合-溶出またはフロースルー)を適用することができ、ならびに条件は上述した広範囲において様々であり得る。加えて、標的分子もまた様々なものとすることができる。上で論じたとおり、いずれの場合においても、試料は少なくとも1のタンパク質グリコフォームを含む。しかし、標的分子は、タンパク質グリコフォーム、異なるタンパク質グリコフォームの群、または非グリコシル化タンパク質のいずれかであるとすることができる。 The method of the present invention is very flexible. Any suitable chromatography mode (bind-elute or flow-through) can be applied, and the conditions can be varied within the wide ranges mentioned above. In addition, the target molecule can also be varied. As discussed above, in each case the sample contains at least one protein glycoform. However, the target molecule can be either a protein glycoform, a group of different protein glycoforms, or a non-glycosylated protein.

典型的には、本発明の方法において、少なくとも1のタンパク質グリコフォームが分離材料へ結合するが、しかしこのタンパク質グリコフォームが標的分子である必要は必ずしもない。それが標的分子であってもよいが、しかし標的分子はまた、別のタンパク質グリコフォームまたは非グリコシル化タンパク質であってそれもまた分離材料へ結合するかもしくはフロースルー中にあるというもの、とすることもできる。本発明のプロセスは異なるタンパク質グリコフォームの、ならびにグリコシル化および非グリコシル化タンパク質の分離を可能にするので、標的分子は、必要に応じてこれを定義することができる。 Typically, in the methods of the invention, at least one protein glycoform binds to the separation material, but this protein glycoform does not necessarily have to be the target molecule. It may be the target molecule, but the target molecule can also be another protein glycoform or a non-glycosylated protein that also binds to the separation material or is in the flow-through. The target molecule can be defined as required, since the process of the invention allows for the separation of different protein glycoforms, and of glycosylated and non-glycosylated proteins.

本発明は、以下の図および例によってさらに解説されるが、しかしながら、それらに制限されない。
上記および下記ならびに2019年7月7日に出願された対応EP特許出願第19184130.3号で引用された、すべての出願、特許、および刊行物の全開示は、参照により本明細書中に組み込まれる。
The present invention is further illustrated by the following figures and examples, without, however, being limited thereto.
The entire disclosures of all applications, patents, and publications cited above and below, as well as in corresponding EP Patent Application No. 19184130.3, filed July 7, 2019, are hereby incorporated by reference.


以下の例は、本発明の実用的な応用を表す。
EXAMPLES The following examples illustrate practical applications of the present invention.

1.分離材料の合成
プロセスからのグラフティングのために使用するモノマーの調製のために、アミノ酸、例として、バリン、ロイシンまたはアラニンが、VE水中に溶解され、および、pHが、NaOH(32%)を添加することによって13を上回るpHまで調整される。0~5℃の間の温度にてアクリル酸塩化物またはアクリル酸といったアクリル化合物が加えられ、および混合物は1時間攪拌される。
バリンおよびロイシンについての、アクリル酸クロリドとの反応スキームが、図2および図3に示されている。
1. Synthesis of isolated materials For the preparation of monomers used for grafting from the process, amino acids, e.g. valine, leucine or alanine, are dissolved in VE water and the pH is adjusted to a pH above 13 by adding NaOH (32%). An acrylic compound, such as acrylic acid chloride or acrylic acid, is added at a temperature between 0-5° C. and the mixture is stirred for 1 hour.
The reaction schemes for valine and leucine with acrylic acid chloride are shown in Figures 2 and 3.

次いで、硝酸を添加することによって、pHが約2.2まで調整される。その後で、OH含有基材、例として、Eshmuno(登録商標)粒子が添加される。
重合は、硝酸セリウム(IV)を添加することによって始まる。反応は、30~50℃で4時間実行される。
重合反応の後、非反応の構成成分および開始剤が、室温または上昇した温度にて酸性の、塩基性のおよび溶媒の混合物を使用した大規模な洗浄(extensive washing)によって取り除かれる。
The pH is then adjusted to about 2.2 by adding nitric acid, after which the OH-containing substrate, e.g., Eshmuno® particles, is added.
The polymerization is initiated by adding cerium (IV) nitrate. The reaction is carried out at 30-50° C. for 4 hours.
After the polymerization reaction, non-reacted components and initiators are removed by extensive washing with acidic, basic and solvent mixtures at room or elevated temperatures.

2.Rituximab(登録商標)と高マンノースグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、市販の薬物Rituximab(登録商標)の高マンノース含有種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.5のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、Rituximab(登録商標)試料を、4.8mg/ml濃度に至るまで希釈した。
2. Rituximab® and High Mannose Glycan Form Separation Ion exchange material as prepared according to Example 1 (eg, with average particle size between 20-63 μm, average pore size between 40-110 nm and ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate high mannose-containing species of the marketed drug Rituximab®. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.75 and 250 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.5. The same solution was used to dilute the Rituximab® samples down to a concentration of 4.8 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して20mg Rituximab(登録商標)負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。20mg/ml Rituximab(登録商標)を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと250mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのRituximab(登録商標)溶出が達成されたということを示す。試料溶出液を分画し、得られた画分を、グリカン種同定のためのLC-MS法を使用したラインにつき評価した(図4)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 20 mg Rituximab® per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 20 mg/ml Rituximab®, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 250 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which indicates that Rituximab® elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. The sample eluate was fractionated and the obtained fractions were evaluated for line using LC-MS method for glycan species identification (Figure 4).

集められた画分のLC-MS分析法を使用した分析的評価が、図5に表示されており、代表的な1B9および1C7画分によってさらに特徴づけられている主な糖タンパク質溶出ピークが、全く高マンノースバリアントを含有しなかったということを示す。大半の高マンノースグリカンバリアントは、より高いpHで溶出しており、これは代表的な1D10および1E3画分画分によりさらに特徴付けられている(図5)。 Analytical evaluation of the collected fractions using LC-MS analysis is displayed in Figure 5 and shows that the main glycoprotein elution peak, further characterized by representative fractions 1B9 and 1C7, did not contain any high mannose variants. Most high mannose glycan variants were eluted at higher pH, further characterized by representative fractions 1D10 and 1E3 (Figure 5).

図4に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、高マンノース含有グリカン種の分離/濃縮が可能である。主な糖タンパク質含有画分(例として、1B9および1C7)中において、高マンノースバリアントは検出されなかった。すべての高マンノース含有バリアントは、分離画分(例として、1D10)中に溶出した。 As shown in Figure 4, separation/enrichment of high mannose-containing glycan species is possible using linear pH gradient elution. No high mannose variants were detected in the main glycoprotein-containing fractions (e.g., 1B9 and 1C7). All high mannose-containing variants eluted in the separation fractions (e.g., 1D10).

3.Erbitux(登録商標)と200mM~600mM硫酸ナトリウムの範囲内の広い適用帯(application window)における高マンノースグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、市販の薬物Erbitux(登録商標)の高マンノース含有種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.5のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.5のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。
3. Erbitux® and High Mannose Glycan Form Separation in a Wide Application Window in the Range of 200 mM to 600 mM Sodium Sulfate Ion exchange material as prepared according to Example 1 (e.g., with an average particle size between 20-63 μm, an average pore size between 40-110 nm and an ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate high mannose-containing species of the commercial drug Erbitux®. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.5 and 250 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.5.

準備したクロマトグラフカラム上に、プレ精製済み(pre-purified)Erbitux(登録商標)試料を、1ml樹脂に対して5mgのプレ精製済みErbitux(登録商標)負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。5mg/mlのプレ精製済みErbitux(登録商標)を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.5のバッファー溶液および各種の量のNaSOで洗浄した。NaSOの量は、200~600mMの間で変動させた。カラムは、次いで、8.5のpHを有するバッファーおよび対応するNaSOの量での勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのErbitux(登録商標)溶出が達成されたということを示す。 The pre-purified Erbitux® sample was loaded onto the prepared chromatographic column until a pre-purified Erbitux® load of 5 mg per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 5 mg/ml pre-purified Erbitux®, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.5 and various amounts of Na 2 SO 4. The amount of Na 2 SO 4 was varied between 200 and 600 mM. The column was then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and the corresponding amount of Na 2 SO 4. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which shows that Erbitux® elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution.

表1においては、メインピーク、および、対応するpHにおける高マンノース含有ピーク溶出最大値が表示されている。
In Table 1, the elution maxima of the main peak and the high mannose-containing peak at the corresponding pH are displayed.

表1は、メインピーク、および、対応するpHにおける高マンノース含有ピーク溶出最大値を示す。 Table 1 shows the elution maxima of the main peak and the high mannose-containing peak at the corresponding pH.

表1に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、高マンノース含有グリカン種の分離/濃縮が、広い範囲の導電率において可能である。高マンノース含有バリアントを伴う画分は、調査した全範囲全体にわたって、高マンノースを含有しないグリカン種と比較するとより高いpH値で溶出した。 As shown in Table 1, separation/enrichment of high mannose-containing glycan species is possible over a wide range of conductivities using linear pH gradient elution. Fractions with high mannose-containing variants eluted at higher pH values compared to glycan species that do not contain high mannose across the entire range investigated.

4.Rituximab(登録商標)とハイブリッドグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、市販の薬物Rituximab(登録商標)のハイブリッドグリカン種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、Rituximab(登録商標)試料を、4.8mg/ml濃度に至るまで希釈した。
4. Rituximab® and Hybrid Glycan Form Separation Ion exchange material as prepared according to Example 1 (eg, with an average particle size between 20-63 μm, an average pore size between 40-110 nm, and an ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate hybrid glycan species of the marketed drug Rituximab®. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.75 and 250 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to dilute the Rituximab® samples down to a concentration of 4.8 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して20mg Rituximab(登録商標)負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。20mg/ml Rituximab(登録商標)を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと250mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのRituximab(登録商標)溶出が達成されたということを示す。試料溶出液を分画し、得られた画分を、グリカン種同定のためのLC-MS法を使用したラインにつき評価した(図7)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 20 mg Rituximab® per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 20 mg/ml Rituximab®, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 250 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which indicates that Rituximab® elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. The sample eluate was fractionated and the obtained fractions were evaluated for line using LC-MS method for glycan species identification (Figure 7).

集められた画分のLC-MS分析法を使用した分析的評価が、図7に表示されており、代表的な1B9および1C7画分によってさらに特徴づけられている主な糖タンパク質溶出ピークが、全くハイブリッドグリカンバリアント(例として、末端マンノースを含有するもの)を含有しなかったということを示す。大半のハイブリッドグリカンバリアントは、より高いpHで溶出しており、これは代表的な1D10および1E3画分画分によりさらに特徴付けられている(図7)。 Analytical evaluation of the collected fractions using LC-MS analysis is displayed in Figure 7 and shows that the main glycoprotein elution peak, further characterized by representative fractions 1B9 and 1C7, did not contain any hybrid glycan variants (e.g., those containing terminal mannose). Most hybrid glycan variants eluted at higher pH, which were further characterized by representative fractions 1D10 and 1E3 (Figure 7).

図6および図7に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、ハイブリッドグリカン種の分離/濃縮が可能である。主な糖タンパク質含有画分(例として、1B9および1C7)中において、ハイブリッドグリカンバリアントは検出されなかった。すべてのハイブリッドグリカンバリアントは、分離画分(例として、1D10および1E3)中に溶出した。 As shown in Figures 6 and 7, separation/enrichment of hybrid glycan species is possible using linear pH gradient elution. No hybrid glycan variants were detected in the main glycoprotein-containing fractions (e.g., 1B9 and 1C7). All hybrid glycan variants eluted in the separation fractions (e.g., 1D10 and 1E3).

5.mAb05とハイブリッドグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、mAb05のハイブリッドグリカン種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、mAb05試料を、5mg/ml濃度に至るまで希釈した。
5. mAb05 and Hybrid Glycan Form Separation Ion exchange material as prepared according to Example 1 (examples: with average particle size between 20-63 μm, average pore size between 40-110 nm and ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate hybrid glycan species of mAb05. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with 250 mM NaCl with a loading buffer solution having a pH of 4.75. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to dilute the mAb05 sample down to a concentration of 5 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して30mg mAb05負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。30mg/ml mAb05を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと250mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのmAb05溶出が達成されたということを示す。試料溶出液を分画し、得られた画分を、グリカン種同定のためのLC-MS法を使用したラインにつき評価した(図9)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 30 mg mAb05 per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 30 mg/ml mAb05, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 250 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which indicates that mAb05 elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. The sample eluate was fractionated and the resulting fractions were evaluated for line using LC-MS method for glycan species identification (Figure 9).

集められた画分のLC-MS分析法を使用した分析的評価が、図9に表示されており、第1の溶出画分1A4~2A4が、全くハイブリッドグリカンバリアント(例として、末端マンノース含有G0F-NおよびG1F-N)を含有しなかったということを示す。大半のハイブリッドグリカンバリアントは、より高いpHで溶出しており、これは代表的な3B5~4B2画分によりさらに特徴付けられている(図9)。ハイブリッド形態に加えて、マンノース5含有グリカンバリアントもまた同様により高いpHで溶出させられていた。 Analytical evaluation of the collected fractions using LC-MS analysis is displayed in Figure 9 and shows that the first elution fractions 1A4-2A4 did not contain any hybrid glycan variants (e.g., terminal mannose-containing G0F-N and G1F-N). Most hybrid glycan variants were eluted at higher pH, which is further characterized by the representative 3B5-4B2 fractions (Figure 9). In addition to the hybrid forms, mannose 5-containing glycan variants were also eluted at higher pH as well.

図8に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、ハイブリッドグリカン種の分離/濃縮が可能である。主な糖タンパク質含有画分(例として、1A4~2A4)中において、ハイブリッドグリカンバリアントは検出されなかった。すべてのハイブリッドグリカンバリアントは、より高いpH値で溶出した(例として、3B5~4B2)。 As shown in Figure 8, separation/enrichment of hybrid glycan species is possible using linear pH gradient elution. No hybrid glycan variants were detected in the main glycoprotein-containing fractions (e.g., 1A4-2A4). All hybrid glycan variants eluted at higher pH values (e.g., 3B5-4B2).

そのうえ、得られた画分を、分析的サイズ排除クロマトグラフィーを使用して特性評価し、およびフラグメント化または凝集のレベルをモニターした。結果は、使用された試料中または得られた画分中において1%よりも少ない凝集体の存在を示す(表2)。
Moreover, the fractions obtained were characterized using analytical size exclusion chromatography and the levels of fragmentation or aggregation were monitored. The results show the presence of less than 1% aggregates in the samples used or in the fractions obtained (Table 2).

表2は、分析した溶出画分(1B4~1F12)の得られた画分について面積でおよびフラグメント化または凝集した種について%で表示された分析的サイズ排除クロマトグラフィーの結果を示す。全ての画分は純度>99%であった。 Table 2 shows the analytical size exclusion chromatography results for the resulting fractions of the analyzed elution fractions (1B4-1F12) expressed in areas and in percentages for fragmented or aggregated species. All fractions were >99% pure.

6.mAb05とフコシル化、非フコシル化形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、mAb05のフコシル化および非フコシル化グリカン種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と200mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、mAb05試料を、5mg/ml濃度に至るまで希釈した。
6. mAb05 and Fucosylated and Nonfucosylated Forms Separation Ion exchange material as prepared according to Example 1 (eg, with an average particle size between 20-63 μm, an average pore size between 40-110 nm and an ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate fucosylated and nonfucosylated glycan species of mAb05. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.75 and 200 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to dilute the mAb05 sample down to a concentration of 5 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して30mg mAb05負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。30mg/ml mAb05を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと200mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのmAb05溶出が達成されたということを示す(図10)。フロースルーおよび試料溶出液を分画し、得られた画分を、グリカン種同定のためにLC-MS法を使用したラインにつき評価した(表3)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 30 mg mAb05 per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 30 mg/ml mAb05, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 200 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which shows that mAb05 elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution (Figure 10). The flow-through and sample eluate were fractionated and the resulting fractions were evaluated for line using LC-MS method for glycan species identification (Table 3).

集められた画分のLC-MS分析法を使用した分析的評価が、表3に表示されており、負荷された糖タンパク質よりも、(G0FおよびG1F)と比較して、第1の溶出画分1B4~1D5が、より少ない非フコシル化形態(G0およびG1)を含有していたということを示す。より多い量のフコシル化グリカンバリアント(G0FおよびG1F)は、より高いpH値で溶出しており、これは代表的な1E4および1F12画分によりさらに特徴付けられている(表3)。加えて、マンノース5含有グリカンバリアントもまた同様により高いpHで溶出させられていた。 Analytical evaluation of the collected fractions using LC-MS analysis is displayed in Table 3 and shows that the first elution fractions 1B4-1D5 contained less non-fucosylated forms (G0 and G1) compared to (G0F and G1F) of the loaded glycoprotein. Higher amounts of fucosylated glycan variants (G0F and G1F) were eluted at higher pH values, which is further characterized by representative fractions 1E4 and 1F12 (Table 3). In addition, mannose 5-containing glycan variants were also eluted at higher pH as well.

表3は、分析した溶出画分(1B4~1F12)の定量面積で表示されるLC-MS分析法を使用した試料画分特性評価の分析結果を示す。 Table 3 shows the analytical results of the sample fraction characterization using the LC-MS analytical method, expressed as the quantitative area of the analyzed elution fractions (1B4-1F12).

図10および表3に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、非フコシル化グリカン種の分離/濃縮が可能である。主な糖タンパク質含有画分(例として、1B4~1D5)中において、より少ないフコシル化グリカンバリアントが検出された。より多くのフコシル化バリアントは、より高いpH値で溶出した(例として、1E4~1F12)。 As shown in Figure 10 and Table 3, separation/enrichment of non-fucosylated glycan species is possible using linear pH gradient elution. Less fucosylated glycan variants were detected in the main glycoprotein-containing fractions (e.g., 1B4-1D5). More fucosylated variants eluted at higher pH values (e.g., 1E4-1F12).

7.ネイティブおよび脱グリコシル化Rituximab(登録商標)の分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、グリコシル化および非グリコシル化Rituximab(登録商標)を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と150mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、ネイティブおよび脱グリコシル化Rituximab(登録商標)試料を、4mg/ml濃度に至るまで希釈した。
7. Separation of native and deglycosylated Rituximab® Ion exchange material as prepared according to Example 1 (eg, with an average particle size between 20-63 μm, an average pore size between 40-110 nm and an ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate glycosylated and non-glycosylated Rituximab®. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.75 and 150 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to dilute native and deglycosylated Rituximab® samples up to a concentration of 4 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して1mg Rituximab(登録商標)負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。1mg/ml Rituximab(登録商標)を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと150mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのRituximab(登録商標)溶出が達成されたということを示す。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 1 mg Rituximab® per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 1 mg/ml Rituximab®, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 150 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which indicates that elution of Rituximab® from the column was achieved due to pH changes during gradient elution.

試料を調製するために、Rituximab(登録商標)は、エンドグリコシダーゼ消化物(Endoglycosydase digest)を使用して部分的に脱グリコシル化させた。
部分的に脱グリコシル化したおよびネイティブのRituximab(登録商標)は、両方を2つの異なるアプリケーションにおいて負荷させ、および保持時間(retention time)を比較した(図11)。
To prepare the samples, Rituximab® was partially deglycosylated using an Endoglycosydase digest.
Partially deglycosylated and native Rituximab® were both loaded in two different applications and the retention times were compared (Figure 11).

線形pH勾配におけるネイティブな糖タンパク質(例として、Rituximab(登録商標))の溶出プロフィールは、ネイティブなグリコシル化されたタンパク質についてより低い溶出pHを示す。糖タンパク質の脱グリコシル化した部分は、勾配のより高いpHで溶出する。 The elution profile of a native glycoprotein (e.g., Rituximab®) in a linear pH gradient shows a lower elution pH for the native glycosylated protein. The deglycosylated portion of the glycoprotein elutes at a higher pH in the gradient.

図11に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、脱グリコシル化およびネイティブの糖タンパク質の分離/濃縮が可能である。 As shown in Figure 11, it is possible to separate/enrich deglycosylated and native glycoproteins using linear pH gradient elution.

8.mAb05とフロースルーモードにおける高マンノースグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、フロースルーモードにおいてmAb05の高マンノースグリカン種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と400mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、mAb05試料を、4.8mg/ml濃度に至るまで希釈した。
8. mAb05 and High Mannose Glycan Form Separation in Flow-Through Mode Ion exchange material as prepared according to Example 1 (examples of mean particle size between 20-63 μm, mean pore size between 40-110 nm and ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate high mannose glycan species of mAb05 in flow-through mode. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with 400 mM NaCl with a loading buffer solution having a pH of 4.75. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to dilute the mAb05 sample down to a concentration of 4.8 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して10mg mAb05負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。10mg/ml mAb05を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと400mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからの高マンノースmAb05グリコバリアント溶出が達成されたということを示す。それに対して一方で、マンノースを含有しないグリコバリアントは、カラム上に結合せず、フロースルー中にある。フロースルーおよび試料溶出液を分画し、得られた画分を、グリカン種同定のためにLC-MS法を使用して評価した(表4)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until a loading of 10 mg mAb05 per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 10 mg/ml mAb05, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 400 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which shows that high mannose mAb05 glycovariants elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. Meanwhile, glycovariants that do not contain mannose are not bound on the column and are in the flow-through. The flow-through and sample eluate were fractionated and the resulting fractions were evaluated using LC-MS method for glycan species identification (Table 4).

表4は、集められた画分のLC-MS分析法を使用した分析的評価を示す。フロースルー画分1F8は、<1%のマンノース含有グリコバリアントを含有していた、ということを示す。大半のマンノース含有グリコバリアントは、より高いpHで溶出しており、これは代表的な1H9画分によりさらに特徴付けられている(表4)。 Table 4 shows analytical evaluation of the collected fractions using LC-MS analysis. It shows that the flow-through fraction 1F8 contained <1% mannose-containing glycovariants. Most mannose-containing glycovariants were eluted at higher pH, which is further characterized by the representative fraction 1H9 (Table 4).

図12に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、フロースルー中での低マンノース含有グリカン種の分離/濃縮が可能である。結合した画分(例として、1H9)において、高マンノースグリカンバリアントが検出された。高マンノースグリカンバリアントは、より高いpH値で溶出した(例として、1H9)。 As shown in FIG. 12, using linear pH gradient elution, separation/enrichment of low mannose containing glycan species in the flow-through is possible. High mannose glycan variants were detected in the bound fraction (e.g. 1H9). High mannose glycan variants eluted at higher pH values (e.g. 1H9).

9.結合-溶出モードにおけるSARS-CoV-2のスパイクS1タンパク質の分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、SARS-CoV-2のスパイクS1タンパク質を結合させるその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、4.75のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、4.75のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、S1タンパク質試料を、0.6mg/ml濃度に至るまで再構成(reconstitute)した。
9. Separation of SARS-CoV-2 spike S1 protein in bind-elute mode Ion exchange material as prepared according to Example 1 (for example with average particle size between 20-63 μm, average pore size between 40-110 nm and ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to bind SARS-CoV-2 spike S1 protein. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with a loading buffer solution having a pH of 4.75 and 250 mM NaCl. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 4.75. The same solution was used to reconstitute the S1 protein sample to a concentration of 0.6 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対して1mg S1タンパク質負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。1mg/ml S1タンパク質を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH4.75のバッファー溶液で洗浄し、および次いで10.5のpHを有するバッファーと250mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからのS1タンパク質溶出が達成されたということを示す。試料溶出液を分画し、得られた画分を、タンパク質同定のための分析的HIC法を使用したラインにつき評価した(図13)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until 1 mg S1 protein loading per ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 1 mg/ml S1 protein, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 4.75 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 10.5 and 250 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which indicates that S1 protein elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. The sample eluate was fractionated and the obtained fractions were evaluated for line using analytical HIC method for protein identification (Figure 13).

集められた画分の分析的HIC法を使用した分析的評価が、図14に表示されており、代表的な1C6画分によりさらに特徴付けられている主な溶出ピーク(破線)は、S1タンパク質のみ(実線)を含有していた、ということを示す。(図14) Analytical evaluation of the collected fractions using analytical HIC method is displayed in Figure 14 and shows that the main elution peak (dashed line), further characterized by the representative 1C6 fraction, contained only S1 protein (solid line). (Figure 14)

図13に示されているとおり、線形pH勾配溶離を使用しながら、SARS-CoV-2スパイクS1タンパク質の分離/濃縮が可能である。溶出ピークは、S1タンパク質のみを含有する。 As shown in Figure 13, it is possible to separate/concentrate the SARS-CoV-2 spike S1 protein using linear pH gradient elution. The elution peak contains only the S1 protein.

10.mAb03とフロースルーモードにおける高マンノースグリカン形態分離
例1に従って調製したとおりのイオン交換材料(例として、20~63μmの間の平均粒子サイズ、40~110nmの間の平均孔径および400~900μeq/gの間のイオン密度のもの)を、フロースルーモードにおいてmAb03の高マンノースグリカン種を分離するその能力について評価した。イオン交換材料を、0.8~1.2の間の非対称性および>3000プレート/mを伴う5×100mm寸法のクロマトグラフカラムに充填した。イオン交換材料を充填した後、得られたクロマトグラフカラムを30分間1M NAOH溶液で洗浄し、ならびに、5.12のpHを有するローディングバッファー溶液と250mM NaClでプレ平衡化した。バッファー溶液は、5.12のpHを得るために、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの塩の組み合わせを含有した。同溶液を使用して、mAb03試料を、5.0mg/ml濃度に至るまで希釈した。
10. mAb03 and High Mannose Glycan Form Separation in Flow-Through Mode Ion exchange material as prepared according to Example 1 (examples of mean particle size between 20-63 μm, mean pore size between 40-110 nm and ionic density between 400-900 μeq/g) was evaluated for its ability to separate high mannose glycan species of mAb03 in flow-through mode. The ion exchange material was packed into a chromatographic column of 5×100 mm dimensions with an asymmetry between 0.8-1.2 and >3000 plates/m. After packing the ion exchange material, the resulting chromatographic column was washed with 1 M NaOH solution for 30 min and pre-equilibrated with 250 mM NaCl with a loading buffer solution having a pH of 5.12. The buffer solution contained a combination of salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine to obtain a pH of 5.12. The same solution was used to dilute the mAb03 sample down to a concentration of 5.0 mg/ml.

準備したクロマトグラフカラム上に、この溶液を、1ml樹脂に対してmAb03負荷に到達するに至るまで負荷させた。これらのステップおよびそれに続くステップは、150cm/hのバッファー速度で行った。100mg/ml mAb03を負荷させた後、クロマトグラフカラムをpH5.12のバッファー溶液で洗浄し、および次いで8.5のpHを有するバッファーと250mM NaClでの勾配溶離を使用して溶出させた。この溶出バッファーは、リン酸二水素ナトリウム、TRIS、およびグリシンなどの異なる塩を使用して調製した。導電率およびpH値が、実験セットアップの間トレースされており、それは勾配溶離の間pH変化に起因してカラムからの高マンノースmAb03グリコバリアント溶出が達成されたということを示す。それに対して一方で、マンノースを持たないグリコバリアントは、カラム上に結合せず、フロースルー中にある。フロースルーを分画し、得られた画分を、高マンノース種の定量につき評価した(表5)。 The solution was loaded onto the prepared chromatographic column until mAb03 loading per 1 ml resin was reached. These and subsequent steps were performed at a buffer velocity of 150 cm/h. After loading 100 mg/ml mAb03, the chromatographic column was washed with a buffer solution of pH 5.12 and then eluted using gradient elution with a buffer having a pH of 8.5 and 250 mM NaCl. The elution buffer was prepared using different salts such as sodium dihydrogen phosphate, TRIS, and glycine. The conductivity and pH values were traced during the experimental setup, which shows that high mannose mAb03 glycovariants elution from the column was achieved due to pH changes during gradient elution. Meanwhile, glycovariants without mannose are not bound on the column and are in the flow-through. The flow-through was fractionated and the resulting fractions were evaluated for quantification of high mannose species (Table 5).

表5は、所定のmAb03ブレークスルー(break through)後の集められた画分の累計(commulative)高マンノース種量の分析的評価を示す。高マンノース種の始めの濃度は7.68%であった。これにより、66.2mgのフロースルーされたmAb03試料は、<1%の高マンノース含有グリコバリアントを含有する、ということが示された。 Table 5 shows analytical assessment of the commulative high mannose species content of collected fractions after a given mAb03 breakthrough. The starting concentration of high mannose species was 7.68%, indicating that the 66.2 mg flow-through mAb03 sample contained <1% high mannose-containing glycovariants.

11.Gammanorm(登録商標)静的結合能
グラフティングに使用したヘキサフルオロバリンから調製した材料を使用して、Gammanorm(登録商標)の静的結合能を測定した。ヘキサフルオロバリンをVE水中に溶解し、および、pHを、NaOH(32%)を添加することによって13を上回るpHまで調整した。0~5℃の間の温度にてアクリル酸塩化物またはアクリル酸といったアクリル化合物を添加し、および混合物を1時間攪拌した。次いで、硝酸を添加することによって、pHを約2.2まで調整そした。その後で、OH含有基材、例として、Eshmuno(登録商標)粒子を添加した。重合は、硝酸セリウム(IV)を添加することによって始めた。反応は、30~50℃にて4時間実行した。
かかる材料の正確な量を、pH5.0での5mg/ml Gammanormおよび様々な量のNaClを含有する溶液中に浸した。4時間のインキュベーション後、材料を取り除き、および、溶液中の残存するGammanorm(登録商標)量を測定し、これにより、結合したGammanorm(登録商標)の量を推定した。
11. Gammanorm® Static Binding Capacity The static binding capacity of Gammanorm® was measured using materials prepared from hexafluorovaline used for grafting. Hexafluorovaline was dissolved in VE water and the pH was adjusted to above 13 by adding NaOH (32%). An acrylic compound such as acrylic acid chloride or acrylic acid was added at a temperature between 0-5°C and the mixture was stirred for 1 hour. The pH was then adjusted to about 2.2 by adding nitric acid. Afterwards, an OH-containing substrate, for example Eshmuno® particles, was added. The polymerization was started by adding cerium (IV) nitrate. The reaction was carried out at 30-50°C for 4 hours.
Precise amounts of such material were soaked in solutions containing 5 mg/ml Gammanorm at pH 5.0 and varying amounts of NaCl. After 4 hours of incubation, the material was removed and the amount of Gammanorm® remaining in the solution was measured, thereby providing an estimate of the amount of bound Gammanorm®.

測定された静的結合能は、以下のとおりであった:
0mM NaClにて - 64.5mg Gammanorm(登録商標)/mlヘキサフルオロバリングラフト材料; 30mM NaClにて - 50.9mg Gammanorm(登録商標)/mlヘキサフルオロバリングラフト材料; 75mM NaClにて - 50mg Gammanorm(登録商標)/mlヘキサフルオロバリングラフト材料が結合した。
The static binding capacities measured were as follows:
At 0 mM NaCl - 64.5 mg Gammanorm®/ml hexafluorovaline grafted material; at 30 mM NaCl - 50.9 mg Gammanorm®/ml hexafluorovaline grafted material; at 75 mM NaCl - 50 mg Gammanorm®/ml hexafluorovaline grafted material bound.

Claims (16)

その表面にポリマー鎖が共有結合的に結合したベースマトリックスを含んでなる分離材料と、タンパク質グリコフォームを含む試料を接触させることによる、以下:
・末端マンノースタンパク質グリコフォーム、
・フコシル化タンパク質グリコフォーム、
・非フコシル化タンパク質グリコフォーム、
・グリコシル化タンパク質、および
・非グリコシル化タンパク質
の1以上から選択される、タンパク質グリコフォームのクロマトグラフ精製および/または分離のための方法であって、
ポリマー鎖が、末端基-N(Y)-R3を含む、ただし式中、
Yは、互いに独立してHまたはCHであり、および
R3は、-CHCOOMR4であり、
ただし式中、R4は、C1~C4アルキルまたはC1~C4ペルフルオロアルキルであり、
および、Mは、H、Na、K、またはNHである
ことを特徴とする、前記方法。
by contacting a sample containing protein glycoforms with a separation material comprising a base matrix having polymer chains covalently attached to its surface ,
- terminal mannose protein glycoforms,
- fucosylated protein glycoforms,
- non-fucosylated protein glycoforms,
- glycosylated proteins, and
Non-glycosylated proteins
1. A method for the chromatographic purification and/or separation of protein glycoforms, comprising the steps of :
The polymer chain comprises an end group -N(Y)-R3, where
Y are each independently H or CH3 , and R3 is -CHCOOMR4,
wherein R4 is C1-C4 alkyl or C1-C4 perfluoroalkyl;
and M is H, Na, K, or NH4 .
a)分離材料と、タンパク質グリコフォームを含む試料を接触させること、ここで、それによって1以上のタンパク質グリコフォームが分離材料に結合する、および
b)結合したタンパク質グリコフォームが分離材料から溶出する条件下で溶出バッファーと分離材料を接触させること
のステップを含む、請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, comprising the steps of: a) contacting a separation material with a sample containing protein glycoforms, whereby one or more protein glycoforms bind to the separation material; and b) contacting the separation material with an elution buffer under conditions whereby the bound protein glycoforms are eluted from the separation material.
1以上のタンパク質グリコフォームが結合した分離材料を、洗浄するステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。 The method of claim 2, further comprising washing the separated material having one or more bound protein glycoforms. 方法がさらに、ステップa)における分離材料をフロースルーするタンパク質グリコフォームを回収することを包含することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 The method of any one of claims 1 to 3, characterized in that the method further comprises recovering protein glycoforms that flow through the separated material in step a). 溶出バッファーが、ステップa)における分離材料と試料を接触させるために使用されるローディングバッファーよりも高いpHを有することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the elution buffer has a higher pH than the loading buffer used to contact the sample with the separation material in step a). ステップa)において、ステップa)における分離材料と接触させられる試料が、5~60mS/cmの導電率を有することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in step a), the sample brought into contact with the separation material in step a) has a conductivity of 5 to 60 mS/cm. 試料が、以下:
・マンノースに富んだタンパク質グリコフォーム
・末端マンノースタンパク質グリコフォーム
・フコシル化および非フコシル化タンパク質グリコフォーム
・グリコシル化および非グリコシル化タンパク質グリコフォーム
の1以上を含むことを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
The sample comprises:
The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the glycoforms comprise one or more of the following: - mannose-rich protein glycoforms; - terminal mannose protein glycoforms; - fucosylated and non-fucosylated protein glycoforms; - glycosylated and non-glycosylated protein glycoforms.
試料が、グリコシル化抗体および/またはウイルスタンパク質グリコフォームを含むことを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the sample contains glycosylated antibodies and/or viral protein glycoforms. ポリマー鎖が、モノマー単位により構築され、および、ポリマー鎖のモノマー単位は、直線状に連結し、および、各モノマー単位は、末端基-N(Y)-R3を含むことを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the polymer chain is built up of monomer units, the monomer units of the polymer chain are linearly linked, and each monomer unit comprises a terminal group -N(Y)-R3. YがHであり、およびR4がイソプロピルおよび/またはイソブチルであることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that Y is H and R4 is isopropyl and/or isobutyl. 分離材料のイオン密度が、10~1200μeq/gの間であることを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the ion density of the separation material is between 10 and 1200 μeq/g. タンパク質グリコフォームが、2~7の間のpHで分離材料に結合することを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the protein glycoforms bind to the separation material at a pH between 2 and 7. タンパク質グリコフォームが、2~7の間のpHで分離材料に結合し、pH値を9~11の間の値へ増大させられることによって洗浄されて溶出させられることを特徴とする、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the protein glycoforms bind to the separation material at a pH between 2 and 7 and are washed and eluted by increasing the pH value to a value between 9 and 11. 試料が、10~1200μeq/gの間のイオン密度で分離材料に適用されることを特徴とする、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the sample is applied to the separation material at an ion density between 10 and 1200 μeq/g. 分離材料のmlあたり10mg~100mgの間のタンパク質グリコフォームが結合することを特徴とする、請求項1~14のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that between 10 mg and 100 mg of protein glycoforms are bound per ml of separated material. 試料が、SARS-CoV-2タンパク質グリコフォームを含むことを特徴とする、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the sample contains SARS-CoV-2 protein glycoforms.
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